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  • 高效LED驱动器LTC3219及其应用

    0 引言 LTC3219是一款无电感器型、低噪声、高效率LED驱动器,它可为主、副和RGB显示屏/显示器件提供9个独立的可配置电流源,并能进行64级的亮度调节控制。这些通用电流源都能以数字方式来控制,可进行独立的调光、亮度、闪烁和灰度控制,并可通过简单的两线I2C串行接口对其进行编程。 LTC3219有1X,1.5X和2.0X多种低噪声电荷泵操作模式,以低噪声恒定频率工作,可以自动基于LED电流源上的电压优化效率。LTC3219内部还具有短路和过热保护电路,其软启动电路可防止在启动和模式切换时出现浪涌电流和过大的输入噪声。该器件主要用于蜂窝电话的显示、照明设备以及带QVGA显示的可视电话等。 1 引脚功能 LTC3219采用3 mm×3 mmx0.75 mm的扁平QFN-20封装,其引脚排列如图1所示。它的各引脚功能如下:   CPO:LED电源充电泵输出端。该引脚需与地接一个2.2μF的陶瓷电容; ULEDl~ULED9:LED驱动电流源输出端。电流范围为0~28 mA.其电流的大小可由软件和内部6位线性DAC分64级来调节控制。将各LED段所对应的数据寄存器(REGl~REG9)置0就能激活各输出端。另外,它们也可作为I2C的开漏输出。不用时可接地; DVcc:数据I/O电源端。该引脚可用于设置LTC3219的逻辑参考电平。该引脚电压低于欠压锁定阀值时,就会重启数据寄存器,通常可在器件加电后使用这种重启方式。该脚需连一个0.1μF的陶瓷电容; SCL:I2C时钟输入端。该引脚的逻辑电平需参考DVcc; SDA:串口数据输入端。可通过在每个时钟周期移动一位串行数据的方式来实现对器件的控制。其逻辑电平可参考DVcc; ENU:使能输入端。用于预选ULED输出端的接通或断开。当该脚从低(断开)切换到高(接通)时,所选LED发光。若 ENU所控制的输出端有效,且其它输出端也有效时,LTC3219会在ENU的下降沿复位到1X的充电泵模式;而当ENU所控制的输出端有效,而其它输出端无效时,LTC3219的充电泵模式被关断。ENU的逻辑电平可参考DVcc。不用时可接地; GND:系统地。使用时需将该脚和焊接盘(21脚)连到接地板上; ClP,C2P,ClM,C2M:充电泵快速电容引脚。在C1P与C2P,ClM与C2M之间应分别接一个1μF的陶瓷电容。 VBAT:设备电源端。使用时应接一个2.2μF的低ESR陶瓷电容。 2 工作原理 LTC3219是一款具有高集成度的多路显示LED驱动器。它用一个高效、低噪声的充电泵为9个通用LED驱动器供电,并可由内部的一个精准的电流基准源来设置其最大显示电流。每个电流源均可进行独立的渐变、开/关、闪烁和灰度级调节,并可通过I2C串行接口实现。其 LED电流源有6位线性DAC,可为其进行亮度调节控制。 LTC3219可根据LED电流源上的电压并通过自动或手动方式的切换来改变升压倍率,以优化其效率。启动时,升压倍率为1X模式,当有效电流源趋近关断(Dropout)状态时,LTC3219会先自动切换为1.5倍升压模式,而当再次出现关断时,它将切换为2倍升压模式。当从I2C接收到新数据时,LTC3219又会自动复位到1X模式。图2所示是LTC3219的结构功能框图。   2.1 软启动 LTC3219的软启动主要是在1.5X和2X模式转换初期起作用。初始化时,软启动电路处于关断状态。加电时,VBAT通过位于VBAT和CPO之间的一个弱电流开关向CPO的输出电容器缓慢充电(CPO引脚上的电流是以125μs的周期线性增大的),以防止出现大的充电电流。当器件转换到加强模式时,充电泵的这种软启动特性也会进一步限制浪涌电流和电源偏差。 2.2 模式转换 当LTC3219的有效电流源电压下降至电源编程电压以下时,LED端会出现电压关断(dropout),此时充电泵会从1X模式自动切换到1.5X模式。从出现电压关断到自动切换模式的时间约400μs,LED会在这段时间预热,并最终达到所需的前向电压。 通过给CPO写入不同的字可手动切换到1X、1.5X或2.0X模式,这往往应用在CPO端自动模式无效的电源负载中。另外,非编程电流源不会影响关断。在电流源控制的ENU为低时,也不会影响关断。 2.3 外部使能控制(ENU) 通过ENU引脚可以进行编程,即通过对REGl~REG9的相应数据位或REGl0、REGll的相应控制位的设置,可以对全部所选显示器进行独立调节。当不需重复访问I2C端口时,ENU可用于LTC3219的通和断,因此,在没有微控制器控制的情况下,它会提示有电话进来。 只有先将I2C接口置为所需LED的输出才能使用ENU引脚。当ENU为高时,可接通所选显示器,同时设置REGl0和REGll;ENU为低时,则关闭所选显示器。若没有编程接通任一个显示器,LTC3219器件将处于关断状态。 ENU引脚也可用于灰度的预编程控制。在这类应用中,可以根据相应的灰度要求对寄存器进行编程,编程时可忽略UP位。当 ENU为低时,允许对寄存器编程;ENU为高时,则接通寄存器,且所选的LED的输出升高。另外,在ENU为低时,所选LED输出电流也降为0,输出关断。设计时如需用到关断状态,充电泵则不必置于手动模式。应用ENU引脚,且其它ULED输出有效,ENU会在其下降沿使器件进入1X充电泵模式。而在不用ENU引脚时,将其接地即可。 2.4 I2C串行总线接口 LTC3219可通过标准的两线I2C接口与主机进行通信,其总线上的各信号时序关系如图3所示。与I2C串联接口相连的微控制器可以提供所有的命令和控制输入信号。它共有12个数据寄存器、一个地址寄存器和一个次地址寄存器。SDA输入端的数据可在SCL的上升沿装入,D7在先,DO在后,而且应先写数据寄存器,再写次地址寄存器。当所有地址位写入到地址寄存器后,LTC3219会向主机发出确认信号。每个数据寄存器都有次地址。数据写入后,紧跟在停止位后会生成一个负载脉冲,这个负载脉冲可把数据寄存器中的数据转换到DAC寄存器中,同时停止位会一直延迟到数据全部写入。但此时的LED电流会有所改变。表1为次地址寄存器的地址位及功能。串行接口采用的是静态逻辑寄存器。总线不用时,可将SDA和SCL置高。另外,设计时还需外接上拉电阻或电流源。[!--empirenews.page--]   3 应用电路 LTC3219仅需要5个小型陶瓷电容就能实现一个纤巧、完整的LED电源稳压器和电流控制器解决方案。     4 结束语 LTC3219是一款无感、低噪声、高效率的LED驱动器。该器件具有可选的多种充电泵模式,并可进行自动或手动模式切换,因此,可进一步优化效率,从而方便地用于可视电话和照明设施等方面。

    时间:2015-09-22 关键词: 应用 驱动开发 led驱动器 ltc3219

  • 嵌入式Linux系统下Microwindows的应用

    摘要:通过对嵌入式GUI软件Microwindows进行分析并与X window进行对比,阐述Microwindows用于嵌入式设备上的优点;简要论述Microwindows的体系结构和图形应用程序接口;介绍其设备驱动特性、API、客户机/服务器模型、画图机制和FLTK。 关键词:嵌入式系统 Microwindows Linux 引言 在进入后PC时代以后,嵌入式设备以一种无法抑制的迅猛速度普及和发展到日常生活及工作当中,众多知名开发商为了抢占市场和争夺利润,竞相推出各种性能优异的软硬件及内核芯片。鉴于以视窗为代表的桌面操作模式取得巨大成功,该模式目前已成为国内外开发者们在嵌入式设备中的首选方案。 近几年,随着Linux技术的兴起,越来越多的企业和科研机构把目光转向嵌入式Linux的开发和研究。Linux不仅具有桌面电脑的全部功能和特性,允许修改和根据用户的要求进行定制,而且作为一种免费的开放式源码,还支持目前在嵌入式设计领域中常用的新型微处理器,如StrongARM、MIPS以及 PowerPC等,具有稳定、高效、易定制、易裁减、硬件支持广泛等特点。Microwindows是一个著名的开放式源码的嵌入式GUI软件,目的是把图形视窗环境引入到运行Linux的小型设备和平台上。作为X Window系统的替代品,Microwindows可用更少的RAM和文件存储空间(100K~600KB)提供相似的功能,允许设计者轻松加入各种显示设备、鼠标、触摸屏和键盘等;可移植性非常好,可用C语言和少部分汇编语言实现,支持Intel 16位、32位CPU,MIPS R4000以及基于ARM内核的处理器芯片,有多种平台支持Microwindows。 1 X Window的不足 由于使用了带有TCP/IP结构的自由式开放源码操作系统,使嵌入式设备进入了一个创新应用时代,不过这些新的应用需要考虑其资源环境,这是因为多数的嵌入式设备缺少硬件驱动和大的RAM。目前,在Linux系统中普遍使用X Window系统,如图1所示。X Window是在20世界80年代早期由MIT、DEC等提出来的,是一个基于Client/Server结构的视窗系统;允许在任一台UNIX主机(Clients——客户端)上运行程序,而在基于X的终端(Server——服务器)上显示出来。在这个过程中,相当一部分代码用于确认主机和服务器上运行的Client/Server程序是否正常。目前,大多数X的客户端和服务器是在同一台机器上运行,X Window服务器经编译后一般用于自动检测硬件。服务器中还包含有众多的画图函数,它们的位置根据执行速度被位置在裁减层之上或之下。这些便利X Window过于臃肿和复杂,运行时需要至少8MB的内存空间。 2 Microwindows分析比较 对于大多数嵌入式设计,尤其是在运行专用图形程序的场合,X Window不是一种恰当的选择。由此而发展起来的Microwindows是专门设计用于在小型设备上开发具有高品质图形功能的开放式源码桌面系统,有许多针对现代图形视窗环境的功能部件。它的结构设计使其可方便地加入不同的显示、鼠标、触屏以及键盘等设备。Microwindows基于2.2.0版本的Linux系统如图2所示。其内核所包含的代码允许用户程序将图形显示的内存空间作为framebuffer进行存取操作,这样在用户程序空间中可作为内存映射区域来直接控制图形显示,可使得用户在编写图形程序的时候不再需要去了解底层硬件,这是目前Microwindows在嵌入式系统中被很多人使用的原因。 设计得在设计Microwindows时沿用了已有的两个图形应用程序接口(API):一是Microsoft Windows中Win32/WinCE的图形设备接口(GDI),它适用于所有Windows CE和Win32的应用程序;另外就Nano-X(Xlib-like界面),它与GDK非常相似,用在Linux上,是像X的API,用于占用资源少的应用程序。这使得熟悉Windows或者是Linux X11的用户可在熟悉的环境下开发图形应用程序。 Microwindows在运行过程中仅需要50~250KB的内存空间,远小于X Windows系统所需空间。这主要是因为Microwindows对于在驱动层的每一个绘图函数采用的是单进程的方式,由驱动层核验是否裁减并调用驱动程序来绘制未被裁减的像素点或线;而在X Window系统中,则是出于对速度的考虑,包含所有像素点的绘制程序并分别有裁减和未裁减的版本。Microwindows完全支持新的Linux内核的帧缓冲区结构,同时支持1、2、4、8、16、24、32位像素点显示,支持调色板、真彩色、灰度等颜色模式,并对渲染提供内置支持。在其API函数的支持下,还可以以RGB的格式描述上述的颜色模式,系统中包含颜色转换的程序,可将像素点转换成相近的可显示颜色或相应单色系统中的灰度级。虽然 Microwindows支持Linux系统,但它是基于相对简单的屏幕驱动界面结构,因此,可在许多不同的实时操作系统(RTOS)上运行,甚至于那些无硬件的实时操作系统也可运行Microwindows。这样,可使得客户的图形应用程序在不的工程中共享使用,也可在不同的RTOS上运行不同的目标程序而不需要重新编写图形应用程序,大大提高了编程效率。 Microwindows支持图形目标平台的主机平台竞争,也就是说应用于Linux的Microwindows应用程序不需要跨平台编译,就可在桌面上直接运行和测试,同时仍可在目标平台上运行。这一点需通过使用Micorwindows的X11屏幕驱动器实现,同时驱动器可以根据像素点和颜色值来模拟目标平台的显示。因此,即使桌面系统是24位的颜色模式,它也可以以2色模式显示目标系统中的应用程序。 对于那些熟悉使用Microsoft Windows或Linux X Windows的程序员页言,经编写应用程序时是有一定区别的。Microsoft Windows的编程员一般使用MS-Visual C++的类库(MFC)中的C++应用程序框架或者是更新的ATL框架,在绘制图形时使用Win32图形设备接口(GDI)。Windows中还包括有许多Win32 GDI中的应用界面控件,如按钮、列表等。而X Windows系统提供了一个低级接口——Xlib,仅用于实现最低级简单的绘图功能,并将其封装成程序包在需显示时在显示设备上运行。在用户界面中,大多数的解决利用插件,在Xlib的上层加入插件集来实现更高级的函数。目前,对Microwindows的应用正在逐步地加入GTK+/GDK以及 FLTK插件,以实现更多的用户界面控件。 3 Microwindows的体系结构 由于Microwindows在设计上有着明显的分层结构,如图3所示,其设备与平台相关层、设备与平台无关层和应用层之间层次清晰、结构明显,因此勿需改动其整体结构,只需在其相应的部分添加代码即可实现一些更为复杂的功能。 图3 Microwindows体系结构 在Microwindows的最底层(设备与平台相关层),系统针对显示屏、鼠标、触屏以及键盘等各定义了一个数据结构。该数据结构和顶层结构一样,供图形引擎使用,包含了针对指定设置和硬件驱动代码。Microwindows中还包含了诸多设备和操作系统的各种版本的驱动程序。屏幕驱动可支持系统1的、 2、4、8、16、24、32位显示和调色板、真彩色、灰度等颜色模式。屏幕驱动中还包括一些入口指针,这些指针分别用读写像素、绘制水平或垂直线,在屏幕和内存之间相互映射内存空间。在实现这些基本指针的过程中需运行包括TrueType或Adobe Type1的字体支持、RGB颜色支持、JPEG以及BMP图形处理等Microwindows上层函数。如果屏幕驱动中还包括有硬件加速的话,仅需更改驱动程序即可;也可在系统中添加触屏、键盘、按键等的输入。 Microwindows的中间层是图形引擎层(也称为设备与平台无关层),因为所有的绘图函数都通过调用屏幕驱动来实现,该层与硬件无关。图形引擎层为应用层提供了一系列相应的入口指针调用绘图函数,还为所有的颜色指定了RGB的颜色模型;同样,该层也与显示设备无关,可以由RGB值为判断硬件中的像素值。除此之外,Microwindows还在中间层实现裁减功能,它采用多矩形算法,可在任意复杂的区域中实现绘图功能。中间层还要控制所有字体的显示,支持FreeType以及使用T1Lib的Adobe Type 1字体、支持比例字体,同时还支持ASCII、Unicode-16、Unicode-32、UTF-8编码规则。 Microwindows的最高层(应用层)实现了窗口交互系统,这使得程序员既可在全屏幕显示,也可在层叠的窗口中显示。一层还包括事件处理,可将触摸屏、按键等激发的事件传送给应用程序。 Nano-X API允许程序可以根据Client/Server协议通过网络或是本地的UNIX主机进行编译,以同时显示几个运行在已连接到Microwindows 服务器的嵌入式设备或远程主机上的程序。除此之外,Client/Server协议还可以利用共享的内存空间客户端和服务器之间传播数据。Nano-X可在每个客户机上步运行,这意味着一旦发送了客户机请求包,服务器在另一个客户机提供服务之前一直等待,直到整个包到达为止。这使得服务器代码非常简单,而运行速度仍非常快。 4 Micorowindows上的FLTK API FLTK是一个简单灵活的GUI工具箱,特别适用于占用资源很少的环境。它提供大多数窗口构件一一按钮、对话框、文本框以及出色的“赋值器”选择(用于输入数值的窗口构件),还包括滑动器、滚动条、刻度盘等其它构件。针对Microwindows GUI引擎的FLTK的Linux版本被称为FLNX,它能用来为嵌入式环境创建一个出色的UI构建器,由两个构件组成:FI_Widget和 FLUID。FI_Widget由所有基本窗口构件API组成,占用40~48KB的资源。FLUID(Fast Light User Interface Desigher,快速轻巧的用户界面设计器)是用来产生FLTK源代码的图形编辑器,占用大约380KB资源(包括每个窗口构件)。 FLTK是一个C++库,由于大多数现代GUI环境都是面向对象的,这命名编写的应用程序移植到类似的API中会更容易。 结语 Microwindows正在嵌入式开发领域稳步发展,是完全免费的开放式源代码,为嵌入式设备提供了更多的解决方案;任何对将Linux定制于PDA、掌上机或者可移动设备感兴趣的人都可从因特网免费下载,并将其移值或开发。熟悉图形应用程序的用户可以很快就在该系统上编写自己的图形应用程序,在未来的嵌入式系统设计中,它的作用是无可限量的。[!--empirenews.page--]

    时间:2016-04-25 关键词: 应用 驱动开发 嵌入式linux linux系统

  • 嵌入式Linux系统下Microwindows的应用

    嵌入式Linux系统下Microwindows的应用

    摘要:通过对嵌入式GUI软件Microwindows进行分析并与X window进行对比,阐述Microwindows用于嵌入式设备上的优点;简要论述Microwindows的体系结构和图形应用程序接口;介绍其设备驱动特性、API、客户机/服务器模型、画图机制和FLTK。 关键词:嵌入式系统 Microwindows Linux 引言 在进入后PC时代以后,嵌入式设备以一种无法抑制的迅猛速度普及和发展到日常生活及工作当中,众多知名开发商为了抢占市场和争夺利润,竞相推出各种性能优异的软硬件及内核芯片。鉴于以视窗为代表的桌面操作模式取得巨大成功,该模式目前已成为国内外开发者们在嵌入式设备中的首选方案。 近几年,随着Linux技术的兴起,越来越多的企业和科研机构把目光转向嵌入式Linux的开发和研究。Linux不仅具有桌面电脑的全部功能和特性,允许修改和根据用户的要求进行定制,而且作为一种免费的开放式源码,还支持目前在嵌入式设计领域中常用的新型微处理器,如StrongARM、MIPS以及PowerPC等,具有稳定、高效、易定制、易裁减、硬件支持广泛等特点。Microwindows是一个著名的开放式源码的嵌入式GUI软件,目的是把图形视窗环境引入到运行Linux的小型设备和平台上。作为X Window系统的替代品,Microwindows可用更少的RAM和文件存储空间(100K~600KB)提供相似的功能,允许设计者轻松加入各种显示设备、鼠标、触摸屏和键盘等;可移植性非常好,可用C语言和少部分汇编语言实现,支持Intel 16位、32位CPU,MIPS R4000以及基于ARM内核的处理器芯片,有多种平台支持Microwindows。 1 X Window的不足 由于使用了带有TCP/IP结构的自由式开放源码操作系统,使嵌入式设备进入了一个创新应用时代,不过这些新的应用需要考虑其资源环境,这是因为多数的嵌入式设备缺少硬件驱动和大的RAM。目前,在Linux系统中普遍使用X Window系统,如图1所示。X Window是在20世界80年代早期由MIT、DEC等提出来的,是一个基于Client/Server结构的视窗系统;允许在任一台UNIX主机(Clients——客户端)上运行程序,而在基于X的终端(Server——服务器)上显示出来。在这个过程中,相当一部分代码用于确认主机和服务器上运行的Client/Server程序是否正常。目前,大多数X的客户端和服务器是在同一台机器上运行,X Window服务器经编译后一般用于自动检测硬件。服务器中还包含有众多的画图函数,它们的位置根据执行速度被位置在裁减层之上或之下。这些便利X Window过于臃肿和复杂,运行时需要至少8MB的内存空间。 2 Microwindows分析比较 对于大多数嵌入式设计,尤其是在运行专用图形程序的场合,X Window不是一种恰当的选择。由此而发展起来的Microwindows是专门设计用于在小型设备上开发具有高品质图形功能的开放式源码桌面系统,有许多针对现代图形视窗环境的功能部件。它的结构设计使其可方便地加入不同的显示、鼠标、触屏以及键盘等设备。Microwindows基于2.2.0版本的Linux系统如图2所示。其内核所包含的代码允许用户程序将图形显示的内存空间作为framebuffer进行存取操作,这样在用户程序空间中可作为内存映射区域来直接控制图形显示,可使得用户在编写图形程序的时候不再需要去了解底层硬件,这是目前Microwindows在嵌入式系统中被很多人使用的原因。 设计得在设计Microwindows时沿用了已有的两个图形应用程序接口(API):一是Microsoft Windows中Win32/WinCE的图形设备接口(GDI),它适用于所有Windows CE和Win32的应用程序;另外就Nano-X(Xlib-like界面),它与GDK非常相似,用在Linux上,是像X的API,用于占用资源少的应用程序。这使得熟悉Windows或者是Linux X11的用户可在熟悉的环境下开发图形应用程序。 Microwindows在运行过程中仅需要50~250KB的内存空间,远小于X Windows系统所需空间。这主要是因为Microwindows对于在驱动层的每一个绘图函数采用的是单进程的方式,由驱动层核验是否裁减并调用驱动程序来绘制未被裁减的像素点或线;而在X Window系统中,则是出于对速度的考虑,包含所有像素点的绘制程序并分别有裁减和未裁减的版本。Microwindows完全支持新的Linux内核的帧缓冲区结构,同时支持1、2、4、8、16、24、32位像素点显示,支持调色板、真彩色、灰度等颜色模式,并对渲染提供内置支持。在其API函数的支持下,还可以以RGB的格式描述上述的颜色模式,系统中包含颜色转换的程序,可将像素点转换成相近的可显示颜色或相应单色系统中的灰度级。虽然Microwindows支持Linux系统,但它是基于相对简单的屏幕驱动界面结构,因此,可在许多不同的实时操作系统(RTOS)上运行,甚至于那些无硬件的实时操作系统也可运行Microwindows。这样,可使得客户的图形应用程序在不的工程中共享使用,也可在不同的RTOS上运行不同的目标程序而不需要重新编写图形应用程序,大大提高了编程效率。 Microwindows支持图形目标平台的主机平台竞争,也就是说应用于Linux的Microwindows应用程序不需要跨平台编译,就可在桌面上直接运行和测试,同时仍可在目标平台上运行。这一点需通过使用Micorwindows的X11屏幕驱动器实现,同时驱动器可以根据像素点和颜色值来模拟目标平台的显示。因此,即使桌面系统是24位的颜色模式,它也可以以2色模式显示目标系统中的应用程序。 对于那些熟悉使用Microsoft Windows或Linux X Windows的程序员页言,经编写应用程序时是有一定区别的。Microsoft Windows的编程员一般使用MS-Visual C++的类库(MFC)中的C++应用程序框架或者是更新的ATL框架,在绘制图形时使用Win32图形设备接口(GDI)。Windows中还包括有许多Win32 GDI中的应用界面控件,如按钮、列表等。而X Windows系统提供了一个低级接口——Xlib,仅用于实现最低级简单的绘图功能,并将其封装成程序包在需显示时在显示设备上运行。在用户界面中,大多数的解决利用插件,在Xlib的上层加入插件集来实现更高级的函数。目前,对Microwindows的应用正在逐步地加入GTK+/GDK以及FLTK插件,以实现更多的用户界面控件。 3 Microwindows的体系结构 由于Microwindows在设计上有着明显的分层结构,如图3所示,其设备与平台相关层、设备与平台无关层和应用层之间层次清晰、结构明显,因此勿需改动其整体结构,只需在其相应的部分添加代码即可实现一些更为复杂的功能。 图3 Microwindows体系结构 在Microwindows的最底层(设备与平台相关层),系统针对显示屏、鼠标、触屏以及键盘等各定义了一个数据结构。该数据结构和顶层结构一样,供图形引擎使用,包含了针对指定设置和硬件驱动代码。Microwindows中还包含了诸多设备和操作系统的各种版本的驱动程序。屏幕驱动可支持系统1的、2、4、8、16、24、32位显示和调色板、真彩色、灰度等颜色模式。屏幕驱动中还包括一些入口指针,这些指针分别用读写像素、绘制水平或垂直线,在屏幕和内存之间相互映射内存空间。在实现这些基本指针的过程中需运行包括TrueType或Adobe Type1的字体支持、RGB颜色支持、JPEG以及BMP图形处理等Microwindows上层函数。如果屏幕驱动中还包括有硬件加速的话,仅需更改驱动程序即可;也可在系统中添加触屏、键盘、按键等的输入。 Microwindows的中间层是图形引擎层(也称为设备与平台无关层),因为所有的绘图函数都通过调用屏幕驱动来实现,该层与硬件无关。图形引擎层为应用层提供了一系列相应的入口指针调用绘图函数,还为所有的颜色指定了RGB的颜色模型;同样,该层也与显示设备无关,可以由RGB值为判断硬件中的像素值。除此之外,Microwindows还在中间层实现裁减功能,它采用多矩形算法,可在任意复杂的区域中实现绘图功能。中间层还要控制所有字体的显示,支持FreeType以及使用T1Lib的Adobe Type 1字体、支持比例字体,同时还支持ASCII、Unicode-16、Unicode-32、UTF-8编码规则。 Microwindows的最高层(应用层)实现了窗口交互系统,这使得程序员既可在全屏幕显示,也可在层叠的窗口中显示。一层还包括事件处理,可将触摸屏、按键等激发的事件传送给应用程序。 Nano-X API允许程序可以根据Client/Server协议通过网络或是本地的UNIX主机进行编译,以同时显示几个运行在已连接到Microwindows服务器的嵌入式设备或远程主机上的程序。除此之外,Client/Server协议还可以利用共享的内存空间客户端和服务器之间传播数据。Nano-X可在每个客户机上步运行,这意味着一旦发送了客户机请求包,服务器在另一个客户机提供服务之前一直等待,直到整个包到达为止。这使得服务器代码非常简单,而运行速度仍非常快。 4 Micorowindows上的FLTK API FLTK是一个简单灵活的GUI工具箱,特别适用于占用资源很少的环境。它提供大多数窗口构件一一按钮、对话框、文本框以及出色的“赋值器”选择(用于输入数值的窗口构件),还包括滑动器、滚动条、刻度盘等其它构件。针对Microwindows GUI引擎的FLTK的Linux版本被称为FLNX,它能用来为嵌入式环境创建一个出色的UI构建器,由两个构件组成:FI_Widget和FLUID。FI_Widget由所有基本窗口构件API组成,占用40~48KB的资源。FLUID(Fast Light User Interface Desigher,快速轻巧的用户界面设计器)是用来产生FLTK源代码的图形编辑器,占用大约380KB资源(包括每个窗口构件)。 FLTK是一个C++库,由于大多数现代GUI环境都是面向对象的,这命名编写的应用程序移植到类似的API中会更容易。 结语 Microwindows正在嵌入式开发领域稳步发展,是完全免费的开放式源代码,为嵌入式设备提供了更多的解决方案;任何对将Linux定制于PDA、掌上机或者可移动设备感兴趣的人都可从因特网免费下载,并将其移值或开发。熟悉图形应用程序的用户可以很快就在该系统上编写自己的图形应用程序,在未来的嵌入式系统设计中,它的作用是无可限量的。[!--empirenews.page--]

    时间:2017-05-24 关键词: 应用 驱动开发 嵌入式linux linux系统

  • 压力传感器在船舶系统中的应用

    麦克传感器研制生产的压力产品适用于船舶系统的压力测量和液位测量。麦克生产的几种压力产品符合船级社认证和ATEX认证。广泛应用于水下设备的压力和液位监测、船用高(低)压空气压缩机、船用气动系统和波导雷达系统、制冷系统、发动机控制系统、消防水管液位测量、船舶动力系统的压力测量等相关压力和液位的测量控制中。 麦克产品采用带不锈钢隔离膜的压阻式压力敏感元件作为信号测量元件,配套专用的信号处理电路将测量元件的信号转换为标准的电流输出信号、电压输出信号及RS485输出。专用电路或相关软件对产品进行非线性补偿、温度补偿使得其精度高、性能稳定。整个产品经过了元器件、半成品及成品的筛选试验和严格测试,产品具有工作温度范围宽、精度高、性能稳定、体积小、环境适应性好等特点。同时我们可以订制全密封焊接结构的压力产品,此产品在防护等级、防盐雾和湿度方面可以满足船舶系统的相关要求。 麦克压力产品可选用钽膜片+钛合金壳体,适用于长期在海水中使用。 麦克压力产品按照严格规范设计和制造,可以提供定制服务。我们与客户密切合作,致力于与客户一起解决使用中的问题。从产品概念、设计、制造和认证,我们的工程师提供全面技术支持。凭借我们专业的技术能力及批量生产工艺水平,我们可以与您一起开发符合您系统需求的定制解决方案。

    时间:2018-01-23 关键词: 压力传感器 应用 驱动开发 船舶系统

  • USB控制器芯片及其在图像采集中的应用

    一、USB规范简介 USB是一种支持在USB主机和USB设备之间进行串行数据传输的通信协议。主机作为总线的主叫方,采用两种信令模式:全速模式12Mb/s和低速模式1.5Mb/s。USB使用四种数据传输方式:控制传输(control)、中断传输(interrupt)、批量传输(bulk)及等时传输(isochronous)。其中控制模式主要用于控制指令传输及USB规范的实现,等时传输主要用于音频及视频传输。USB通过两次总线列举(Enumeration and Renumertion)来实现设备识别以及驱动程序析加载。其具体过程为:USB设备连到主机后,主机依据USB规范在特定地址通过端口0(endpoint0)与外设通信,并将外设视为默认设备。外设与主机通信将其6设备标识(DID、PID、VID)发给主机进行第二次总线列举。主机根据设备标识,加载相应设备驱动程序,重新分配地址,并将控制权转交给外设固件(firmware),通过固件与设备驱动程序及主机应用程序的交互通信,来实现外设的功能。 二、USB控制器芯片 1.CYPRESS2131简介 CYPRESS2131芯片是一种高度集成的USB芯片,具有3个显著特片: (1)提供一种软件(SOFT,RAM BASED)解决方案,可实现外设固件的不断更新与升级; (2)完全符合USB规范,提供足够的端点数目、缓冲区大小以及足够的速度; (3)其内核可自动实现对USB规范的响应,最大限度地压缩了代码长度。 另外,CYPRESS2131还支持存储器扩展,具有低功耗、低噪声、有效的高级语言支持和增强的指令集等特性。CYPRESS2131芯片为80针PQFP封装,其引脚如图1所示。 2.CYPRESS2131的组成 CYPRESS2131功能框图如图2所示。 (1)收发器 USB电缆只包含4根电线:Vbus、D+、D-和GND。数据以12Mb/s的全速信号或1.5Mb/s的低速信号在D+和D-信号线上差分传输。收发器建在芯片上,不需要外部电路(在D+或D-上用来选择全速或低速的上拉电阻的情况除外)。 (2)串行接口引擎(SIE) SIE通过包排序、信号产生/检测、CRC产生/校验、NRZI数据编码、位填充和包标识产生/解码来处理USB通信协议,并保证传送到USB电缆上的数据字节以LSB开头。 (3)微控制及片上RAM CYPRESS2131使用增强型8051,具有以下特点: (1)使用3.3V电源; (2)24MHz晶振,一个总线周期仅用4个时钟周期; (3)使用双数据指针; (4)增加了异步串口UART2和16位定时器T2; (5)高速内存接口及专用16位地址总线; (6)增加了8个中断(INT2~INT5、PFI、T2及UART2); (7)快速外部存储存取模式(使用AutoPoint); (8)支持断点功能。 CYPRESS2131上用的片内内存(RAM)为8KB,但是为了便于外设固件的升级与更新,该8KB RAM既可用于传统意义上的ROM,又可用于RAM。其中的6KB用于程序存储与数据存储,其他2KB用于端点缓冲区。       CYPRESS2131使用16个端:8个批量传输端点(IN、OUT各8个)、8个等时传输端点(IN、OUT各8个),每个端点的缓冲区为 64Byte。每个端点均个有字节计数器及重新发送和接收当数据组的能力。该8KB RAM需通过命令MOVX进行访问。 另外,为了便于实现总线列举和国外部功能芯片相通信,CYPRESS2131还支持I2C总线。 三、CYPRESS2131在图像采集中的应用 1.图像采集系统的硬件实现 在图像采集系统中,使用OV6120作为图像采集芯片。OV6120是OmniVision公司开发的COMS黑白图像采集芯片。该芯片将COMS光感应核与外围支持电路集成在一起,输出的视频为黑白图像,与CCIR标准兼容;也可输出单帧图像,为 YUV格式,从其D7:0输出Y信号。这里使用YUV方式。 在整个图像采集系统中,CYPRESS2131主要有三方面的作用:作为 USB芯片与主机通信并传输数据;利用其片上增强型8051作为控制器使OV6120正常工作;通过其I2C总线对OV6120的对比度、亮度、锐度等各项参数进行设置。其具体工作过程为:SUB芯片上电复位后,CYPRESS2131按照USB规范应答,提供设备标识,USB进行二次总线列举,加载对应驱动程序,并将控制权转交给8051。8051通过I2C总线对OV6120各项参数进行设置。8051发出帧采集指令(通过OV6120的FREX)后进行图像采集,并同数据转移信号PCLK、行频HSYNC及场频VSYNC(后两个信号,图3中未标出)一起传给8051。8051将所得的数据信号转储到SRAM中,当一帧数据采集完后,再将SRAM中数据通过USB总线传至PC。CYPRESS2131在访问外部RAM时,通过FWR与FRD使之成为快速读写模式。使用标准12MHz晶振的情况下,读或写外部RAM一个字节只需使用333ns。图像采集系统原理示意如图3所示。 2.图像采集系统源程序 由于驱动程序较为复杂,这里仅给出利用USB总线发送数据的8051子例程。 START:MOV SP,#STACK-1 ;设置堆栈 FILL:MOV R7,#64 ;设置传输字节数 MOV DPTR,#IN2BUF;使用BULK端点 MOV DPTR1,#0000H MOV A,@DPTR1 ;从外部RAM中读取数据 INC DPTR1 MOVX @DPTR,A INC DPTR DJNZ R7,FILL MOV DPTR,#IN2BC MOV A,#40H MOVX @DPTR,A ;启动IN2缓冲区传输 LOOP:MOV DPTR,#IN2CS MOVX A,@DPTR JNB ACC.1,FILL ;若不忙,继续循环 END

    时间:2014-06-04 关键词: 电路设计 应用 图像采集 usb控制器

  • 基于微控制器应用的EMC设计

    基于微控制器应用的EMC设计

    一、引言 在概念上,电磁兼容性(EMC)包含系统本身的电磁敏感性(EMS)以及电磁杂音发射(EME)两个部分。EME描述的是器件在测试(DUT)的情况下是噪声源,而EMS描述的是器件在 DUT的情况下是噪声受害者。在大多数系统设计中,EMC变得越来越重要。如果设计的系统不干扰其它系统,也不受其它系统发射影响,并且不会干扰系统自身,那么所设计的系统就是电磁兼容的。 在电磁兼容设计中,“受害方”的概念通常指那些由于设计缺乏EMC考虑而受到影响的部件受害部件可能在基于MCU的PCB或者模组的内部,也可能是外部系统通常的受害部件是汽车免持钥匙入车(Keyless-Entry)模组中的宽带接收器或者是车库门开启装置接收器,由于接收到MCU发出的足够强的杂讯,这些模组中的接收器会误认为接收到了一个遥控信号。 从长远角度来看,电磁环境噪声在一个给定的空间内是增长的,如图1曲线所示,当在电子设备的抗干扰性高于电磁环境噪声任何点时,电子设备的功能都不将受影响,遗憾的是,现在电子系统大部分具有较高的工作频率和较低的电平开关门限(由于较低工作电源),防噪声能力逐渐下降,如图1中的曲线2。   图1∶环境噪声长远发展趋势 二、MCU中存在的EMC MCU一般包括通用型和专用型两类,大部分都采用了各种不同形式的EMC技术,其中在用户端无任何措施的情况下,有些技术是还是有效的,其它则需要适当的留心PCB设计。因此可以说,杂讯来源主要有两部分∶MCU的内部噪声,MCU传播到外面的噪声。 MCU内部存在四种主要的噪声源∶内部汇流排和节点同步开关产生的电源和地线上的电流;输出管脚信号的变换;振荡器工作产生的杂讯;开关电容负载产生的片上信号假像。根据经验,实际应用中高频率的窄带杂讯比宽带杂音能耗高,所以以下主要介绍窄带杂讯。 1、主要噪声源 除AD转换器、振荡器和I/Oring之外,所有内部逻辑被列为内核。典型的内核和外部引脚是没有关联的,但电源引脚除外。例如,在图2中内核包含CPU、锁相环、程序记忆体、RAM及周边器件包括CAN记忆体。 I/Oring包括带有埠缓冲的电源和地面通道系统以及保护电路。所以,大多数MCU的I/Oring电源和内核电源是分开的。   图2∶典型的MCU布局 (1)振荡器 当涉及到时钟和窄带杂讯,大家自然而然地就会想到振荡器。图3显示了NEC公司典型MCU的石英振荡器信号X1和X2的措施。虽然信号不是完全的正弦波形,但比较接近。事实上,根据频谱分析仅能表示少数一些谐波。此外,和MCU的总功耗相比,振荡器的功耗是相当较低的,因此MCU的石英振荡器引起的噪音辐射相当低。然而,信号形状和其频谱可能大大有别于其它类型的振荡器,例如RC振荡器。   图3∶MCU的石英振荡器引起的噪音 (2)内核、PLL和时钟树 正弦时钟不能使用在如MCU等内部是数位逻辑的器件上,因此,在CMOS型MCU上,振荡器时钟被整形为矩形,并且通过时钟树分布在内部装置中。由于时钟具有多种用途,到时钟树的各分支具有传播延迟,必须调整时钟边缘到各地装置大约在同一时间。所有开关型核心组件的电流几乎是在同一时间内,由此内核的脉冲电流是一个主要的内核噪声源。 MCU通常使用两种边缘的时钟,由此内核电流的窄带频谱在内核的运行频率及其谐波频率上呈现电流峰值,呈现的最高频率一般是内核运行频率的两倍。由于MCU通常包括一个或多个时钟分频器,因此低频谐波也必须考虑。最后,内部资料操作等在低电平时提供一些宽带杂讯。一方面,振荡器之前的外扩也是一个小的噪声源,另一方面,内核电流是和内核的运作频率相关的。 如果内核频率是一样的,利用一个较慢的振荡器和锁相环(例如4MHz×4=16MHz)或使用较快振荡器(例如16MHz),这样应当引起相似级别的辐射。 (3)外部记忆体接口 外部记忆体接口包括地址汇流排,资料汇流排和一些控制信号。地址汇流排由MCU输出,由于非线性存取顺序提供的是非周期信号,因此,从EME角度讲,地址汇流排相当于宽带杂讯,低地址位通常比较高的地址位具有更多的开关频率,所以这些都是较为重要的信号。 如果外部记忆体是唯读或Flash记忆体,资料汇流排由记忆体驱动,即便记忆体是RAM,读取周期也通常占主导地位。因此,资料汇流排的电磁辐射主要是决定于记忆体。 对于控制信号的电磁辐射,是记忆体接口上最应当注意的部分。最关键的信号是系统和/或记忆体的时钟驱动器(SDRAM),因为它可产生巨大的窄带杂讯,在启动状态下,即使引脚是开路的,它的噪声也是较大的(参见到 I/O埠串扰的说明),因此无论任何地方,时钟驱动器都应该被关掉。最后,由于这些开关信号(RAS、CAS、ASTB等)常常无规律的反复跳变,所以它们是潜在的噪声源。 (4)I/O-ring上的通用埠 这些引脚的电磁辐射无法估计,由于这些引脚一般由用户配置。静电或偶尔开关引脚应不会造成重大的辐射,而频繁开关切换的引脚已被视为潜在噪音来源。重复的切换引脚由于其窄带特性可能比非重复引脚包括较高的杂讯,例如系统时钟或CSI时钟,还有CSI资料输出或CAN资料输出。 2、杂音传播到非开关引脚 开关引脚是很明显的噪声源,更糟糕的是,它会对不相连的引脚产生辐射影响。 (1)控制器供电系统 供应系统一般是由一个或多个电源引脚以及相对应的地引脚组成,MCU一般提供几种隔离供电系统,不同的电源以及相对应的地是彼此相互隔离的,每个供电系统必须至少有一个去耦电容,在较宽的频率范围提供所需低阻抗电源。 在MCU内部,任何组件都直接或间接地连接到至少一个供电系统上,这样,MCU内部任何转换都会引起电流流动。电流辐射是与电流流动的环路面积成正比的,因此,这些回路要设计尽可能小,在这?最佳示例是MCU与去耦电容之间的电流回路。[!--empirenews.page--] 任何电源都具有非0Ω的源阻抗,特别是在频率较高的情况下,导线电感阻抗变得很大时,因此脉冲电流会将纹波叠加到直流电源上以至引起辐射,所以提供给MCU低阻抗的电源,可减少这种辐射。

    时间:2017-05-22 关键词: 微控制器 电路设计 应用

  • 边界扫描在带DSP芯片数字电路板测试中的应用

    边界扫描在带DSP芯片数字电路板测试中的应用

    0 引言 在现代雷达系统中,带有DSP(数字信号处理器)芯片的数字电路板应用很广。DSP芯片基本支持IEEE 1149.1标准,并且在电路板中形成了边界扫描链,支持边界扫描测试。在DSP电路板中有这样一类集成电路,它们属于非边界扫描器件,位于电路板边缘连接器和由DSP芯片形成的边界扫描链之间。这部分器件的功能测试难以进行。首先,这些带DSP的电路板有独立的时序,所以不能单独采用传统的通过外部接口输入测试矢量的方法进行测试;其次,边界扫描测试只能对与DSP芯片相连的引脚进行互连测试,可检测短路故障,但是难以进行功能测试。 本文采用边界扫描测试技术与传统的测试方法相结合,为这类器件的功能测试提供了一种新的选择。 1测试方法在IEEE 1149.1标准中,规定了4条强制性指令:旁路指令(BYPASS)、采样指令(SAMPLE)、预装指令(PRELOAD)、互连测试指令(EXTEST)。根据采样指令和互连测试指令的工作原理,利用边界扫描单元能够捕获和驱动引脚信号。利用边界扫描器件的这一特点,可以实现用DSP芯片对图1所示的电路板中非边界扫描器件进行信号采集和激励向量发送,从而利用边界扫描测试技术与传统的测试方法相结合实现对这类器件进行测试。 这种测试方法可分两种情况: a)如图2中实线所示,非边界扫描器件的输入端与边缘连接器相连,输出端与DSP芯片相连。使用故障诊断软件,通过数字I/O模块产生稳定的激励向量,激励向量通过边缘连接器送人非边界扫描器件,所产生的响应向量由与其相连的边界扫描器件(DSP芯片)获取,并通过边界扫描通道把获取的响应向量串行输出并显示。根据被测器件的工作特性可以分析出理论上的预期响应向量,将所获取的响应向量与预期响应向量进行比较,如果比较结果不一致,说明器件可能存在功能性故障。b)如图2中虚线所示,非边界扫描器件的输入端与DSP芯片相连,输出端与边缘连接器相连。使用边界扫描测试软件,将测试激励向量串行移人相关引脚(与非边界扫描器件相连的引脚)的边界扫描单元中,并驱动到引脚,把测试激励送入被测器件,所产生的响应向量通过边缘连接器由数字I/O模块获取,由故障诊断软件读取观察分析。根据被测器件的工作特性可以分析出理论上的预期响应向量,将所获取的响应向量与预期响应向量进行比较,如果比较结果不一致,说明器件可能存在功能性故障。2 测试系统的组成 测试系统的硬件组成如图3所示。VXI系统采用VXI-1394外部控制方式;零槽模块负责把IEEE 1394串行通信协议转换为VXI协议;数字I/O模块型号是DIOM-64,每个模块有64路I/O通道,3个数字I/O模块共提供192个测试通道,主要用于向被测电路板提供激励信号和采集电路板的输出信号;适配器用于测试设备与被测板之间的信号匹配以及向被测板提供电源;JTAG接口控制器实现计算机算法产生的信号与标准JTAG信号之间的传输和转换。 软件组成包括边界扫描测试软件ScanWorks系统、故障诊断软件TestVee、响应向量采集程序和测试激励输出程序。ScanWorks用于建立和执行边界扫描测试,主要功能包括扫描链路测试、互连测试、存储器测试等;TestVee用于控制数字I/O模块的工作状态;响应向量采集程序和测试激励输出程序根据被测电路实际情况开发。 3 测试验证 3.1 电路板电路分析 被测板的边界扫描链由6片ADSP-21060组成,JTAG接口满足边界扫描测试条件,但引脚信号定义与ScanWorks系统的JTAG接口适配器定义不同,必须在测试前进行重新配置连接。被测器件SN54LS245(D33)在被测板中的连接情况如图4所示。D33的控制引脚19(OE)被其他非边界扫描器件控制,在这里做接地处理;控制引脚1(DIR)连接在D36A(54LS244)的14脚上,D36A控制引脚连接在边缘连接器上,所以能够利用数字I/O模块通过控制其工作状态,来实现对D33的工作状态的控制。 3.2 响应向量采集程序和测试激励输出程序的开发 采用ScanWorks系统提供的Macro语言编程。Macro语言由一个编译器和一个解析器组成,编译器获取源代码和生成可执行程序并输出,解析器获取可执行程序并执行。以DSP芯片的BSDL(边界扫描描述语言)文件为基础,响应向量采集程序对引脚上输入(INPUT)型扫描单元编程,利用SAMPLE指令实现数据采集;测试激励输出程序对引脚上输出(OUT-PUT)型扫描单元编程,利用EXTEST指令实现激励输出。SN54LS245的数据通信方向可控,可同时进行两种连接情况的测试,所以对DAT0-DAT7分别进行响应向量采集编程和测试激励发送编程。需注意,6片DSP共用数据总线,必须对6片DSP的DAT0-DAT7引脚采取同样操作,以免总线信号发生冲突。 3.3 测试验证 1)边界扫描链路测试 链路测试正常是进行其他边界扫描测试的基础,所以必须进行边界扫描的链路测试。正确连接被测板JTAG口,用ScanWorks导入相关BSDL文件,建立边界扫描链,并执行链路测试操作。测试通过,链路工作正常。 2)功能测试 根据D33的工作状态可以确定,只要全"0"和全"1"两组激励信号就足够检测器件A与B通信功能。a)验证第1种情况:即SN54LS245的工作状态应为B到A,则控制引脚DIR应为低,所以D36A的BS信号和H_DIR信号应为低。 由TestVee导入连接器与被测器件互连关系的网表,并为信号BS、H_DIR、HSDAT0-7分配相应的I/O通道,然后编辑各通道信号,信号BS和H_DIR送入"0",HSDAT0-7送人激励信号,通过数字I/O模块产生测试激励向量,周期地送入被测器件B端。由Scan-Works建立Macro测试,加载响应向量采集程序并编译执行,采集DAT0-7端响应信号。D33器件封装形式是DIP(双列直插封装),引脚信号能够使用示波器的探笔进行测量(表1中M1和表2中M2为示波器测量值)。实验情况见表1。 结果分析如下:当HSDAT0-7送入全"1"时响应信号与预期响应不一致,说明D33的B到A功能可能存在故障;采集响应与输出测量值一致,表明采集程序没有问题。这表明本文采用的方法可以检测D33的B到A的功能故障。 b)验证第2种情况:即SN54LS245的工作状态应为A到B,所以控制引脚DIR为高,则D36A的BS信号为低和H_DIR信号应为高。 由ScanWorks建立Macro测试,加载测试激励输出程序并编译执行,D33所产生的响应向量由数字I/O模块捕获,由TestVee读出I/O通道中的响应信号。实验情况见表2。 结果分析如下:当DAT0-7送入全"1"时响应信号与预期响应不一致,说明D33的A到B功能可能存在故障;采集响应与输入测量值不一致,可以确认的D33的A、B两端数据不一致,A到B功能存在故障问题。虽然激励向量与输入测量值不一致,但不能确认测试程序是否完成实际功能。对测试激励输出程序进行补偿验证,以被测板中与D33相邻、型号相同、连接状况相同、只有网络名不同的D34为测试对象进行A到B的功能测试,验证结果表明D34的A到B功能正常,说明测试激励输出程序没有问题。这表明本文采用的方法可以检测D33的A到B的功能故障。 4 结束语 经过测试验证表明,应用边界扫描技术的功能测试方法,能够解决带DSP芯片数字电路板中部分非边界扫描器件的功能测试难题。这种方法可以有效地进行故障检测,将故障隔离到芯片。由于是利用DSP芯片的边界扫描功能,所以这种方法可以扩展到形成边界扫描链的数字电路板,应用边界扫描技术进行功能测试还有很大的发展空间。

    时间:2018-08-31 关键词: 测试 电路设计 应用 边界扫描 数字电路板 dsp芯片

  • Linux实时化解决方案Xenomai的原理及应用

     引 言 随着嵌入式设备的快速发展,嵌入式设备的功能和灵活性要求越来越高,很多嵌入式设备中都开始使用操作系统。由于工作的特殊性,很多嵌入式设备要求系统对外部事件的中断响应必须在事先设定的时限范围内完成,使系统具有可预测性,而通用的桌面操作系统大都是非实时或者是软实时的,无法满足需求,因此就必须使用实时操作系统(Real-TIme OperATIng System,RTOS)。 实时操作系统(RTOS)是指当外界事件或数据产生时,能够接受并以足够快的速度予以处理,其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统作出快速响应,并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。因而,提供及时响应和高可靠性是其主要特点。实时操作系统有硬实时和软实时之分,硬实时要求在规定的时间内必须完成操作,这是在操作系统设计时保证的;软实时则只要按照任务的优先级,尽可能快地完成操作即可。我们通常使用的操作系统在经过一定改变之后就可以变成实时操作系统。 实时系统又有软实时系统(soft real-time system)和硬实时系统(hard real-time sySTem)之分。软实时系统是指那些在系统负荷较重时,允许发生错过时限(deadline)的情况而且不会造成太大危害的系统,如电视会议系统;而硬实时系统是指那些对每个任务的调度时间要求非常严格的系统,如果不满足时间限制的要求,则会给系统带来毁灭性的后果。实时系统(Real-time operating system,RTOS)的正确性不仅依耐系统计算的逻辑结果,还依赖于产生这个结果的时间。实时系统能够在指定或者确定的时间内完成系统功能和外部或内部、同步或异步时间做出响应的系统。因此实时系统应该在事先先定义的时间范围内识别和处理离散事件的能力;系统能够处理和储存控制系统所需要的大量数据。 在嵌入式系统领域,实时系统的核心是实时操作系统。目前已有很多商业实时操作系统,着名的有WindRiver公司的VxWorks,其他的有QNX、pSOS+等。它们的优点是具有非常好的稳定性、可靠性和实时性,但是一般价格昂贵且互不兼容,而且源代码作为商业秘密而不公开。 嵌入式实时系统的特点 一、时间约束性实时系统的任务具有一定的时间约束(截止时间)。根据截止时间,实时系统的实时性分为"硬实时"和"软实时".硬实时是指应用的时间需求能够得到完全满足,否则就造成重大安全事故,甚至造成重大的生命财产损失和生态破坏,如在航空航天、军事、核工业等一些关键领域中的应用。软实时是指某些应用虽然提出时间需求,但实时任务偶尔违反这种需求对系统运行及环境不会造成严重影响,如监控系统等和信息采集系统等。 二、可预测性可预测性是指系统能够对实时任务的执行时间进行判断,确定是否能够满足任务的时限要求。由于实时系统对时间约束要求的严格性,使可预测性称为实时系统的一项重要性能要求。除了要求硬件延迟的可预测性以外,还要求软件系统的可预测性,包括应用程序的响应时间是可预测的,即在有限的时间内完成必须的工作;以及操作系统的可预测性,即实时原语、调度函数等运行开销应是有界的,以保证应用程序执行时间的有界性。 1 Linux 2.6内核的实时性分析 相对于老版本内核,Linux 2.6版本的内核结构做了很大的改动,开发者对很多功能模块的代码都进行了重写。最为显着的改进是在影响系统实时性的进程调度方面,包括采用可抢占内核和新的0(1)调度程序。 但是Linux在最初的设计是用作个人PC或者小型服务器的操作系统,由于设计要求的针对性,导致了Linux无法提供硬实时环境,直接影响了它的硬实时性能。这主要表现在两方面: (1)进程调度方式 Linux的进程调度采用的是时间片轮转调度策略。不论进程优先级的高低,Linux在某段时间内都会分配给该进程一个时间片运行,也就是说它的设计更注重任务调度的公平性。这种情况下,就会出现高优先级进程由于其时间片的耗尽而被迫放弃处理器,处理器被没有耗尽时间片的低优先级进程所占用的现象。 (2)时钟粒度粗糙 在Linux 2.6版本内核中,时钟中断发生的频率范围为50~1 200Hz,周期不小于0.8 ms,而工业上很多的中断周期都在几十μs之内。 对于上面提到的影响Linux实时性的问题,目前的解决办法主要有2种: ①对Linux内核的内部进行实时改造,即直接修改Linux内核的数据结构、调度方式以及中断方式(主要是时钟中断)。 采用这种方法,实时化改造后的系统实时性较好,但是工作量大,并且可能会造成系统不稳定。最大的缺点是:原本在Linux上运行的设备驱动程序和应用程序不能直接在改进的内核上运行。典型代表有Kurt-Linux. ②对Linux内核的外部实时扩展,这种方法通常是采用双内核的办法。具体是在Linux内核和硬件间加入一个硬件抽象层(Hardware Abstract Layer,HAL),系统所有的硬件中断由这个抽象层控制。新创建一个内核专门用来调度实时进程,而普通进程通过原来的Linux内核进行调度。 2 Xenomai原理与应用 2.1 Xenomai简介及其Adeos实现 Xenomai是一个自由软件项目,提供了一个基于Linux的实时解决方案。它可以提供工业级RTOS的性能,而且完全遵守GNU/Linux自由软件协议。目前最新稳定版本是2.4.5. Xenomai项目起始于2001年。从2003年夏天起,Xenomai和RTAI有了两年时间的合作,期间开发了广为人知的RTAI/fusiON项目分支。到2005年,Xenomai项目又重新独立出来。而从2.0.0版本开始,Xenomai在硬件平台的移植就一直是基于Adeos构架来实现的。 在基于Adeos的系统中,分为多个域。每个域中独立运行一个操作系统(或者是实现一定功能的程序模块),每个域可以有独立的地址空间和类似于进程、虚拟内存等的软件抽象层。在各个域下层有一个Adeos通过虚拟中断等方法来调度上面的各个域。在基于Adeos的系统中,存在着A、B、C、D四种类型的交互,如图1所示。 A类交互是各个域直接操作硬件设备,包括访问内存等;B类交互指当Adeos接收到硬件中断后,会根据中断来对相应的域进行中断服务;C类交互指当前域内的操作系统主动向Adeos请求某些服务;D类交互是指Adeos接收硬件产生的中断和异常,同时也可以直接控制硬件。[!--empirenews.page--] 2.2 Xenomai用户层实时的实现 Xenomai除了在内核层利用Adeos实现了硬实时外,它在用户空间也有很好的实时性。在S3C2410平台上,为了实现用户层的实时,Xenomai实现了一个硬件计数器--Decrementer.这个硬件计数器可以在用户空问里很好地模拟TSC(Time Stamp Counter,时间戳计数器)。 同时,Xenomai在Linux内核中加入了一个全新的数据结构__ipipe_tscinfo,可以通过此数据结构变量存放用户层需要的数据。该数据结构组成如下: 用户层,应用程序通过系统调用可以迅速得到struct_ipipe_tscinfo结构体中的数据。而且为了避免受到缓存的影响,Xenomai将此结构体变量存放在Linux的向量页中。 内核通过函数_ipipe_mach_get_tscinfo来填充struct_ipipe_tscinfo结构体变量中的各项内容: 其中,info一>typte说明在S3C2410平台上TSC是基于Decrementer硬件计数方式的;info一>u.dec.counter用来将Decrementer计数器的物理地址设定为0x51000038;info一>u.dec.mask掩码用来注明使用Dec-rementet.计数器中的特定位;info一>u.dec.tsc指向存放64位TSC值的区域。 在Xenomai用户层的实时程序运行时,程序都会通过系统调用得到内核填充好的struct_ipipe_tscinfo结构体变量。具体实现可参考编译用户层实时程序时用到的,由Xenomai所提的头文件/usr/xenomai/include/asm/syscall.h. 2.3 Xenomai多API构架 除了提供Linux硬实时,Xenomai的另一个目的是使基于Linux的实时操作系统能提供与传统的工业级实时操作系统(包括VxWorks、pSOS+、VRTX或者uITRON)功能相同的API.这样,可以让这些操作系统下的应用程序能够很容易地移植到GNU/Linux环境中,同时保持很好的实时性。 Xenomai的核心技术表现为使用一个实时微内核(real-time nucleus)来构建这些实时API,也称作"skin".在实时核复用的基础上,一个skin可以很好地模拟一种实时操作系统的API.它的结构图可以参考图2. 图2中,Native是Xenomai自带的API,各类API都有着同等的地位,都独立地基于同一个实时微内核。这样做可以让内核的优点被外层所有的API很好地继承下来。更重要的是,实时微内核提供的服务被外层各种API以不同的方式表现出来,由此可以增强整个系统的强壮性。 编制实时程序时,在很多实时操作系统上只能在内核层实现;而编制实时内核模块时,会受到内核的限制,比如有些实时内核不支持浮点运算,模块出错时容易使整个系统挂起,而且内核模块的调试比较困难。Xenomai能够支持较好的用户层实时,这为编制实时性要求不是非常高的实时程序提供了一个有效途径。下面这个用户层实时例程使用的是Xenomai提供的Native API: 从程序中可以看出,Xenomai的用户层实时程序的周期可以轻易地设定到μs级,所以它完全可以适用于一般实时性要求的工程应用。 3 总 结 本文首先简单介绍了实时操作系统,分析了Linux 2.6内核实时性能的不足;然后着重介绍了一个Linux实时化的解决方案--Xenomai,分析了Xenomai的Adeos构架基础,简要说明了Xenomai用户层实时的实现,以及Xenomai支持多种实时操作系统的API的新特点。Linux 2.6.35 Kernel引入了针对Radeon KMS开源显卡驱动的ATI电源管理支持、新款Intel GMA整合芯片组的Intel H.264 VA-API视频加速支持、Radeon DRI2同步和交换功能、Btrfs文件系统改进、网络传入负载处理器核心分布的RPS和RFS支持等等。 本文给出的Xenomai的用户层实时例程已经成功地在多个平台上运行过,表明Xenomai用户程序在多种硬件平台上有很好的移植性。

    时间:2014-02-02 关键词: Linux 应用 linux实时化 xenomai的原理

  • Linux系统下内存申请应用的方法原理总结

     1. 地址空间的管理 物理地址都是有内核管理的, node-->zone-->mem_map-->page, 所有的物理页面都在mem_map数组中的页帧对应, 然后不同的page有分为DMA,normal,highmem三个zone。 内核线性地址空间, 实际上只是低端内存才有线性地址,0---896MB部分。 内核虚拟地址, 低端内存的虚拟地址与线性地址是一样的。 高端内存只有在映射了以后才有虚拟地址 用户空间地址, tast_struct ---> mmap --> mm_struct ---> vm_area_struct 2.内存的申请或使用 物理内存的分配, 在内核中最终都要调用__alloc_pages().它是最核心的分配函数,申请大小最大不超过2的MAX_ORDER次幂,在现在好像最大定义为4MB。 线性地址, kmalloc和get_free_pages,线性地址, 对应的物理内存就是低端内存,kmalloc是基于slab的分配技术, 最大不能超过128KB。 虚拟地址, vmalloc申请, 他只是在内核中建立类似与用户空间的vm_area的一个虚拟内存空间到vmlist中, 最终的物理内存分配还是基于缺页的。 用户空间的虚拟内存, malloc之类的, 最终在内核中都是do_map()和do_brk()。实际上也只是建立了一块虚拟空间,最终的物理内存还是在缺页异常时分配的。 3. 内存的交换问题 在page结构和用户层的vm_area_struct结构中, 都包含locked和reserved标志。通过合适的途径设置这些标志, 可以是页面锁存在物理内存中, 不被交换出去。 4. 设备内存可以通过ioremap映射到内核虚拟地址空间, 也可以通过mmap方法映射到用户空间。

    时间:2014-03-09 关键词: Android Linux 应用 内存申请

  • Android 发布应用到市场

     还在苦恼于如何发布应用到Android市场吗?请跟随本教程,本教程将教你通过几个简单步骤完成发布应用到Android市场。 虽然步骤很简单,但也有相当多的地方是非常有用的。你可能需要一位非常优秀的平面设计师,帮你创建一个引人注目的图标,并显示在市场的网站和应用程序上。同时,本教程将告诉你在发布过程中存在的一些不确定性因素。 第0步:创建一个应用程序 如果你还没有一个应用程序,显然你需要先创建一个。那么创建一个完整的应用程序,就要看你的想法和技能水平了,这可能需要花几周,甚至数年才能完成!呵呵,先开个玩笑。:) 第1步:上传签名的APK 如果你有签名的APK,请到Android市场发布网站。如果你还没有,你需要先将APK签名。如果这是你第一次发布,你还需要支付25美元,申请一个Google钱包帐户来收钱。 现在,请找到上传App的按钮,然后点击它: 此时,你会看到一个上传新APK的对话框,然后选择你之前准备好的APk文件。 第2步:上传宣传媒体 Android市场可以使用多张图片来显示你的应用程序,并展示给用户看。用户在下载你的app之前,首先看到是这些图片。所以精心设计你的图片,会让你app有更多的下载量。这时候,好的营销人员和设计师将会派上用场。 Android市场需要两张截图。理想的情况下,它们应该是从一个高分辨率的设备上截的图。无论如何,这些必须是适用在常见屏幕分辨率的设备上。它们应该是一张完整的截图,不能有美术处理,也不能有边框。 Android市场还需要高分辨率版本的应用程序图标。这是一个512×512像素的应用程序启动图标。 Android市场允许你提供一个小的宣传图形。当应用程序有最新版本的时候,谷歌可能会在任何地方使用它。虽然这是可选的,还是强烈推荐。图形不能包含边框。 Android市场同样可以使用一个更大的图形。这是1024×500的图片,假设它有50个像素的边缘,这样的主要内容应该是在924×400像素的中心方块;也假设图像会按比例缩小,所以它的图形元素要大。虽然这也是可选的,但我们也建议使用它。如果没有这个特色图片,谷歌将不会显示你的应用程序在所有可能的放置的位置。 Android市场可以链接到YouTube视频,展示你的app。这也是可选的,但给你提供了一个有效的视频广告的机会。你可以炫耀你的app所有很酷的功能,并解释为什么值得人们去下载它。影片应尽量短 - 不要浪费客户的时间。 第3步:填写应用程序信息 接下来,你需要填写一些应用程序的信息。这是非常重要的一步,早期用户都是通过这些了解你的app,然后决定是否下载。后期,评论会变得非常重要了。 这些信息当中,有一项是提供多语言。如果你有提供翻译,这是最好的。虽然这里有一个选项是自动翻译,毕竟是机器翻译,并不那么完美,但总比没有的好。因为不是所有人在Android Market上浏览时,他们都有翻译工具。 然后,你需要在这里填写应用程序的名称,在30个字符之内;以及应用程序的描述,在4000个字符之内。 更新说明是用来突出最新版本有什么不同的。我们建议尽可能多的在500个字符之内。因为不是所有的用户都会去升级版本,以及阅读更新说明。 宣传文字要非常短、最大80个字符,它会在用户看到完整的描述之前显示。确保它简洁而有力量。 最后,设置你的应用程序的类型(在应用和游戏两者中选择)。然后设置一个合适的分类。如果你不确定,请浏览其他发布商发布跟你一样的应用程序在哪个分类中。这是特别重要的一点,在我看来分类不是很多(目前只有6个)。 第4步:设置发布选项 下面是关于内容保护,适用年龄段,国家和定价的选项。 刚开始,不要使用拷贝保护功能。而使用授权服务,这有点复杂,但比起支付应用好多了。 对于定价,要么选择免费,要么选择付费(如果选择永久免费,后期是不能改成付费的)。然后选择国家,每一个国家都可以设定价格(或选择自动填充)。你也可以随意的排除一些国家。这可能会违反要求我们向这些国家出售应用的法律。[!--empirenews.page--] 第5步:填写联系方式和同意条款 此时,你必须填写你的联系方式。这样用户就可以联系到你。每一个应用程序可以有不同的联系方式。也可以通过你的app发送反馈信息到这里。 最后,你必须告诉谷歌,你的申请符合他们的条款,遵守美国出口的法律。没关系,只要你的应用在市场上上架,它都必须遵守美国出口的法律。 第6步:激活APK 请切换到“APK files”选项卡,然后点击保存按钮(在右上角处)。请确保在你点击发布按钮之前,至少有一个APK是激活状态。 当你做完这些。现在就到了最后一步,也是最激动人心的一步… 第7步:发布你的应用 现在,当所有的信息都已填好,所有的图片都已上传,APK也是激活的···那你还在等什么?赶紧发布吧! 不用担心那个错误的超链接显示,只要它后面没有带正数,就是发布成功的状态。 发布很快,要不了一分钟,你就可以直接用包名连接到你的市场了,像这样: https://market.android.com/details?id=com.mamlambo.livewallpaper.stars 总结 现在你已经知道发布应用到Android市场的步骤,这对你会是很有用的。只要完成了你的app,下一步就可以发布了。 去吧。尝试发布一个你的应用程序到Android市场。

    时间:2014-05-22 关键词: 发布 Android 应用

  • 嵌入式实时操作系统μC/OS-II及其应用

    早在上世纪六十年代,就已经有人开始研究和开发嵌入式操作系统。但直到最近,它才在国内被越来越多的提及。其在通信、电子、自动化等需要实时处理的领域所日益显现的重要性吸引了人们越来越多的注意力。针对国内大部分用户使用的51系列的8位处理器,我们可以选择μC/OS-II 。 μC/OS-II是由Labrosse先生编写的一个开放式的内核,它最主要的特点就是源码公开的自由软件。这一点对于用户来说可谓利弊各半;好处在于,一方面它是免费的;另一方面用户可以根据自己的需要对它进行修改。坏处在于,它缺乏必要的支持。它没有功能强大的软件包,用户通常得自己编写驱动程序,特别当用户使用的是不太常用的单片机,还必须自己编写移植程序。 μC/OS-II特点 (1) μC/OS-II是一个占先式的内核,即已经准备就绪的高优先级任务可以剥夺正在运行的低优先级任务的CPU使用权。 这个特点使得它的实时性比非占先式的内核要好。通常我们都是在中断服务程序中使高优先级任务进入就绪态(例如发信号),这样退出中断服务程序后,将进行任务切换,高优先级任务将被执行。但是因为我们无法确定发生中断时程序到底执行到了什么地方,我们也就无法判断要经过多长时间数据处理程序才会执行,中断响应时间无法确定,系统的实时性不强。 如果使用μC/OS-II的话,我们只要把数据处理程序的优先级设定的高一些,并在中断服务程序中使它进入就绪态,中断结束后数据处理程序就会被立即执行。这样我们可以把中断响应时间限制在一定的范围内。对于一些对中断响应时间有严格要求的系统,这是必不可少的。 (2)μC/OS-II和我们所知道的Linux等分时操作系统不同,不支持时间片轮转法。它是一个基于优先级的实时操作系统。每一个任务的优先级必须不同 (分析它的源码会发现,mC/OS-II 把任务的优先级当作任务的标识来使用,如果优先级相同,任务将无法区分)。进入就绪态的优先级最高的任务首先得到CPU的使用权,只有等它交出CPU的使用权后,其他任务才可以被执行。 所以它只能说是多任务,不能说是多进程,至少不是我们所熟悉的那种多进程。μC/OS-II的这种特性是好是坏,主要看从什么角度来判断。显而易见,如果只考虑实时性,当然比分时系统好,它可以保证重要任务总是优先占有CPU。 但是在系统中,重要任务毕竟是有限的,这就使得划分其它任务的优先权变成了一个让人费神的问题。另外,有些任务交替执行反而对用户更有利。例如,用单片机控制两小块显示屏时,无论是编程者还是使用者肯定希望它们同时工作,而不是显示完一块显示屏的信息以后再显示另一块显示屏的信息。 (3) μC/OS-II对共享资源提供了保护机制。μC/OS-II是一个支持多任务的操作系统。我们可以把一个完整的程序划分成几个任务,不同的任务执行不同的功能。对于共享资源(比如串口),μC/OS-II也提供了很好的解决办法,一般情况下使用的是信号量方法。我们创建一个信号量并对它进行初始化,当一个任务需要使用一个共享资源时,它必须先申请得到这个信号量。在这个过程中即使有优先权更高的任务进入了就绪态,因为无法得到信号量,也不能使用该资源。在μC/OS-II中称为优先级反转。 简单的说,就是高优先级任务必须等待低优先级任务的完成。在上述情况下,在两个任务之间发生优先级反转是无法避免的。所以在使用μC/OS-II时,我们必须对所开发的系统了解清楚才能选择对于某种共享资源是否使用信号量。 μC/OS-II在单片机中的应用 (1) 在单片机系统中嵌入μC/OS-II将增强系统的可靠性,并使得调试程序变得简单起来。我们经常遇到编完程序时,在调试过程中要不是程序跑飞了,要不就是陷入死循环。如果在系统中嵌入μC/OS-II,我们可以把整个程序分成许多任务,每个任务相对独立。然后在每个任务中设置超时函数,时间用完以后,任务必须交出CPU的使用权。即使一个任务发生问题,也不会影响其它任务的运行。 这样既提高了系统的可靠性,同时也使得调试程序变得容易。需要指出的是,这里所说的容易是建立在开发人员对μC/OS-II有所了解并有实际操作经验的基础上的。 (2) 在单片机系统中嵌入μC/OS-II将增加系统的开销,这在许多书籍和资料中都提到过。现在我们所使用的51系列单片机,其片内都带有一定的RAM和ROM。对于一些简单的程序,如果采用传统的编程方法,已经不需要外扩存储器了。 如果在其中嵌入μC/OS-II的话,在只需要使用任务调度、任务切换、信号量处理、延时或超时服务的情况下,也不需要外扩ROM了,但是外扩RAM是必须的。由于μC/OS-II是可裁减的操作系统,其所需要的RAM大小就依赖于我们对操作系统一些功能的选择。嵌入μC/OS-II以后总的RAM需求可以由如下表达式得出: RAM总需求=应用程序的RAM需求+内核数据区的RAM需求+(任务栈需求+最大中断嵌套栈需求)×任务数 所幸的是μC/OS-II可以对每个任务分别定义堆栈空间的大小,我们可根据任务的实际需求来进行栈空间的分配。但不管怎么说,在RAM容量有限的情况下,我们还是应该注意一下对大型数组、数据结构和函数的使用,别忘了,函数的形参也是要推入堆栈的。 (3) μC/OS-II的移植也是一件需要值得注意的工作。如果我们手中没有现成的移植实例的话,我们就必须自己来编写移植代码。虽然只需要改动 两个文件,但仍需要对相应的微处理器比较熟悉才行。最好参照已有的移植实例。另外,即使我们有移植实例,在编程前最好也要阅读一下,因为里面牵扯到堆栈操作。我们在编写中断服务程序时,把寄存器推入堆栈的顺序必须与移植代码中的顺序相对应。 (4) 和其它一些著名的嵌入式操作系统不同,μC/OS-II在单片机系统中的启动过程比较简单。μC/OS-II的内核是和应用程序放在一起编译成一个文件的,我们只需要把这个文件转换成HEX格式,写入ROM中就可以了。上电后,它会像普通的单片机程序一样运行。 结语 从以上的分析中我们不难看出,是否在单片机系统中嵌入μC/OS-II取决于使用者所要开发的项目。对于实时性,可靠性要求较强的项目,特别是大型项目,最好使用μC/OS-II;而对于一些简单的,成本要求低的项目,就没必要这么麻烦。[!--empirenews.page--]

    时间:2014-03-01 关键词: 操作系统 嵌入式 ii 应用 μc/os-ii uc/os

  • 为应用的上下文环境而设计

     对于要打造怎样的iOS应用,也许你在心里已经相当有谱了。不过在读过上一章之后,你就会发现自己还可以站在更高的层面上,通过具有差异化的用户体验策略来重新定义产品概念。 正如我们在前文中了解到的,用户研究方面的工作是用户体验策略当中的一个重要环节。当你在创造用户角色、构思需求用例、设计任务脚本的时候,必须对用户及移动应用所处的上下文环境加以考虑。这可以帮助你更加准确和有效的验证产品的概念模型,为打造杀手级的iOS应用奠定良好的基础。 在本章当中,我们首先会阐述一下移动设备的核心价值,并为你提供一个用于比较iPad与iPhone之间行为模式差异的思路框架,从而让你可以根据不同的需求情况来更合理地塑造相应的用户体验模式。随后,我们还将一同来了解一下有哪些指导原则可以帮助你制定更具针对性的需求用例,使你的用户研究工作更有成效,确保产品能够准确地命中用户的需求点。 移动计算的核心价值 当前,整个移动领域仍在持续迅猛地发展着。你会阅读本书,多半就证明了你已经看到移动设备在功能与用户体验等方面的巨大潜能。不过,究竟是什么原因使得人们对于移动设备及应用市场的热情如此高涨呢? 移动计算的核心价值就是用户可以随时随处地使用功能、获取数据。说到底就是这么简单。在很短的时间内,手机就从一种只具备电话功能的奢侈品,发展成为具有极高普及率的个人计算设备,其中,电话功能已经不再是人们所关注的主要方面了。如今,iPhone这类移动设备所拥有的计算能力及体验模式都确保了随时随处的可访问性,这也是它们得以成功与流行的关键所在。 过去,无论是使用应用软件还是上网,我们通常需要通过家中或是办公室里的电脑来进行操作;"时间"和"地点"这两个方面因素会在很大程度上限制我们的行为和需求。即使这两方面的条件都可以满足,我们也不得不接受一种完全形式化了的人机交互模式,例如坐在某个特定的屋子或是角落中,通过键盘鼠标操作着电脑。一般而言,我们在家或是办公室使用传统的桌面设备,大多是为了完成某些特定的任务;其中,以休闲为目的行为所占的比例很小。当然,我们这里描述的只是一种最普遍的状况。重点在于,在这种高度形式化了的情景模式下,无论是我们自身,还是我们与计算设备进行交互的方式,都受到了极大的约束。 如果可以打破时间与地点的局限,我们就能张开双臂拥抱全新的可能,这里包括我们能够想得到或是想不到的各种新需求,以及形形色色有待探索和体验的应用程序。这也正是iPhone这类移动计算设备的核心价值:将人们从传统的桌面设备中解放出来,使他们在各种需求情景中都能够享受到高效能的计算体验。这种演变带来了巨大的机遇,让我们可以对人机交互模式进行重新思考,使这些新设备、新应用能够全方位的融入到我们的生活当中。苹果准确地把握住了这个机遇,使iPhone及各种功能强大的应用程序得以广泛普及并保持高速增长;这些软硬件产品的功能与用户体验无不体现出厂商及设计开发人员对于科技与文化变迁的深刻领悟。 "移动"与"便携"的体验模式比较 在本书中,每当提起移动设备,我们通常是在指iPhone及其同类产品。但是对于本章的话题来说,我们必须同时考虑到另外一类设备。从定义上来说,这类设备并不能算是严格意义上的移动设备,虽然这与我们通常的认知不大相符。 苹果于2010年发布了第一代iPad。对于这款产品,苹果的意图很明确,他们就是希望打造一种介于智能手机与笔记本之间的设备。就在苹果一如既往的对新产品进行大肆宣传,并在消费者当中制造起巨大狂热的时候,一些批评与质疑的声音也此起彼伏。在批评者们看来,iPad只是大号的iPhone而已。不过,他们并不了解"大尺寸"所蕴藏的重要意义;正是这种特质,使得iPad可以从容应对很多新奇有趣的需求,而这些是iPhone或任何尺寸的笔记本(包括MacBook在内)所无法实现的。 相比于传统的笔记本电脑,iPhone与iPad都更加的移动化。不过,这两款iOS设备之间的尺寸差异也相应的造成了它们各自行为方式的不同。我们首先需要明白,手机是纯粹的个人设备,你的手机是和你"绑定"在一起的,一个来电的呼叫目标就是你本人。在人们的意识当中,手机就是你本人的一个化身或代理。大家在打电话的时候一般会说"我打给你是要怎样怎样...",而不是"我打给你的手机是要怎样怎样..."。从这一点上,我们可以看出此类设备与使用者身份特征之间的紧密关系。 无论去任何地方,我们几乎都会随身带着自己的手机;它就像是我们的亲密伙伴,从不会离开。使得这种情况成为可能的主要原因,就是包括iPhone在内的绝大多数手机在尺寸方面都相对较小。而iPad则不具备这方面的优势,虽然它同样非常轻便,易于携带,但从尺寸规格上来说,它的移动化特征还是无法与iPhone相比。 不过,iPad在这方面的弱点却也是它的优势所在。虽然它无法像手机那样可以被我们一直揣在身上,但在很多时候,它可以带来iPhone所难以实现的炫酷体验。我们固然可以使用iPhone来阅读文章、浏览网页或是观看视频,但iPad的大屏幕显然可以带来更棒的视觉效果,并能使用户在交互过程中感受到更多的乐趣。如今的市场正在越发明确地将iPad定性成为 "休闲计算设备",这种说法并不是一个新的概念,但iPad的出现使它在休闲娱乐及数码体验等方面的含义更加地与时俱进了。 [!--empirenews.page--] 我们可以从这些方面逐渐开始看到iPhone与iPad之间最主要的差异所在。在iPad上进行交互操作的流程所需要占用的时间会相对较长,例如,对于看片子、读书、看报等方面的目标任务,我们必需拥有相对宽裕的时间以及不受打扰的环境才能完成。而与此相反,iPhone中的常见需求用例通常只涉及到一些快速简短的交互行为,譬如查看股票行情、天气预报、社交网站中的好友更新等等。在实际生活中,由于我们会一直将手机带在身边,所以在任何时候几乎都可以拿出来进行使用,甚至在做其他事情的时候也不例外。一有机会就掏出手机摆弄摆弄应用,这已然成为绝大多数iPhone用户的习惯了。从这个角度来看,iPad与iPhone的用途及行为特征是截然相反的。我将这一点归纳如下: iPhone:使用频率高,每次交互行为所持续的时间都很短。 iPad:使用频率低,但每次交互行为所持续的时间都相对较长。 当然,这只是一种普遍规律,不能反映出全部的实际状况;但也正是这种最具代表性的观察结论可以体现出这两种设备在行为方式上的典型差异。 可以说,iPhone所切实体现出的"移动性"的概念是被多数人所理解并认同的,而iPad则不然。 它并不算是一个完全意义上的移动设备,而且它身上所体现出的"便携"特征与以往的任何设备都有所不同。我之所以更倾向于用"便携"这个词来描述iPad,是因为在现实生活中,我们确实会时常将它带在身边,但同时,它又不像iPhone那样与我们的关系如此密切,可以随时随地的被拿出来使用。 作为移动计算的一个分支概念,"便携"的特质可以很明显地体现在我们日常使用iPad的过程当中。正如我们在前文中了解到的,用户对于iPad的使用频率相对较低,但每次交互行为所持续的时间都比较长。所以用户在使用iPad的时候通常都处于一种相对稳定的环境当中,并且拥有较为充裕的时间。能够满足这些条件的一个最典型的场景就是在家中。例如,人们会在一种非常放松的状态下窝在沙发里,端着iPad或是将它放在膝上进行操作。虽然从整体上看,用户对于iPad的使用频率相对较低,但是在以家庭为代表的环境场景中,iPad被用到的频率却会超出iPhone;而当用户开始真正动起来的时候,他们对iPad的使用率就会开始下降。可以说,离开了家庭这样舒适稳定的环境之后,人们就很少有机会能够真正安心的享受iPad所带来的休闲体验了。 除此之外,这两款iOS设备之间还存在着其他方面的差异。iPhone之所以能够与用户个人保持更为密切的关系,从某种程度上讲,与它的电话功能有很大关系,因为这方面的因素会极大的影响用户对于设备的感知与定位。由于iPad并不具备这种隐私性质的功能,所以它的个人化色彩就相对较弱。在很多时候,用户会与他人分享使用自己的iPad。特别是当他们同时拥有iPhone和笔记本电脑的时候,这方面的行为特征就更加明显。因为在人们的意识当中,手机和笔记本是用于联系他人或进行办公的主要工具,在这些需求面前,iPad只是一种次要设备。这方面最具代表性的例子仍然是以家庭为环境背景的:通常,家庭成员都拥有各自的手机或是笔记本电脑,但他们往往会共同使用一部iPad来完成自己的相关需求。 移动应用的五类需求用例 移动应用的需求用例大致可以分为五种类型,它们都可以在各自的上下文环境中为用户带来重要的使用价值。这些需求用例固然不能代表全部的情况,但是我确信,你可以在很多自己所钟爱的应用当中找到它们的身影。实际上,你完全可以将它们理解成几种典型的应用类别,甚至是具有代表性的功能集合。只是"需求用例"的概念更加具有"以用户为中心"的色彩,另外,从用户体验策略的角度来看,这种说法也更加合适。 这五类典型的需求用例包括: 人际交往 娱乐消遣 基于地理位置的服务(LBS) 电子商务 实用效率 从某种程度上说,这些类别确实可以涵盖到市面上绝大多数的应用产品。接下来,就让我们逐一对这些用例进行具体的分析。 人际交往 可以说,这是最没有悬念的一类需求用例。在用户对于iPhone这类设备的定义与感知当中,"交际"是最基础的功能与用途,因为手机本身正是作为"电话"这种点对点的交际工具被创造出来的。不过,对于我们现在要说到的"人际交往",电话功能或手机固有的其他相关功能只是其中的一小部分,我们需要站在更高的层面来进行分析和理解。这类需求用例可以进一步被拆分为 "一对一"和"一对多"这两个方面。 一对一的交际功能 下面的四种功能模式虽然都可以在实际当中用作多人之间的信息交流,但它们的核心概念都属于"一对一"的模式: 基本的电话及语音功能 电子邮件 短消息 即时通讯 一对多的社交功能 以下这些功能与产品形式真正地从深度和广度上定义了"一对多"的人际交往模式: 社交网络(Facebook、Google+、Twitter等) 媒体分享平台(YouTube、Flickr、Vimeo等) 音频及视频播客 个人博客 社会化评论 论坛 当我们通过这种方式把"人际交往"分解成不同类型的功能模式之后,这个概念在实际产品中的价值也就显现出来了。有很多成功的应用是直接围绕着其中的某种功能模式进行打造的,而另外一些则会将社交方面的模式作为产品的辅助功能。 娱乐消遣 这是一种覆盖面极大的需求用例,它可以通过很多方式被整合到各种产品形式当中。作为一种应用产品的类别,"娱乐"的概念显得过于宽泛了,但在抽象的层面,它又是一个具有绝对代表意义的需求用例。一个功能模式是否具有娱乐性,在很大程度上取决于用户在使用过程中的态度与感知。例如,在某些特定的情况下,对于某些用户来说,查看金融信息与股市行情真的是一种娱乐消遣行为。[!--empirenews.page--] 我们可以将娱乐性质的应用进一步分为两类: 游戏 内容消费 游戏类应用产品所具有的娱乐性是显而易见的。人们对于游戏产品在移动领域中的市场定位问题还存在一些争议,对于怎样的游戏模式可以通吃各类移动平台的讨论也是各有各的看法。鉴于本书的主旨,我们不会去探究涉及游戏本身的复杂交互理论,虽然我们在前面几章里学到的那些思路和概念其实有很多是同样可以被运用到游戏应用的设计与开发当中的。 而作为娱乐性需求用例的另外一个组成部分,内容消费本身就是一个形式多样的庞大概念;看片子、听音乐、读书、浏览网页等一系列行为无一例外地被囊括在这个范畴当中。市面上很多非常流行的iPhone或iPad应用都是聚焦在这个方向上的,这些产品大多拥有特色鲜明的用户体验方式,使得内容消费行为具有很强的娱乐性,对于用户具有极高的吸引力。当然,这也说明很多产品设计人员和开发者都看到了这类需求在市场中的巨大潜力,并且已经开始在自己的产品中付诸实践了。不过即便如此,你也不必过于担心竞争方面的问题;这方面的需求空间依然是巨大的,用户们始终会对那些能够给他们的内容消费行为带来新奇体验的应用产品保持强烈的关注与期待。 基于地理位置的服务(LBS) 这是一种在当前的移动领域中比较新兴的应用服务类型,而且在我们提到的这些典型需求用例当中,它是唯一一个只能通过移动设备进行操作的。这种产品服务类型的出现,得益于当前移动领域中一系列新技术的整合运用,包括GPS、数码罗盘技术、能够在地理位置和定向等方面提供高精准细节信息的移动网络等。 在苹果的应用商店中,有很多应用会以非常有意思的方式整合着LBS方面的功能,其中有一部分产品获得了成功,而多数则表现平平。这其中的主要原因还在于LBS仍然属于一种比较新兴的用例模式,对于这方面功能所蕴藏的潜能,多数产品设计人员只是触及到了一些皮毛。这类应用当中,有很大一部分会帮助用户以"一对一"或是"一对多"的方式分享他们当前所处的地理位置,而另外一部分会为用户提供由A点出发前往B点的出行方案。这里最大的问题在于,LBS最核心的价值究竟是什么,你应该以怎样的方式在自己的产品概念当中将这个价值整合进来。其实答案很简单,LBS最本质的作用,就是将产品自身的核心功能与移动设备所处的上下文环境建立合理的关联,使产品的价值得到提升。 电子商务 这是一类对于多数平台设备都具有普遍代表性的需求用例。我们在传统互联网领域中所熟悉的那些电子商务基础功能及行为模式,例如浏览商品、阅读介绍、将商品放入购物车等几乎已经成为了我们的第二天性。在移动应用所处的上下文环境中,怎样针对设备的交互特性,打造最简单直接的购物流程,这是一个不小的挑战。此外,对于关键环节中的交互体验进行优化也是很重要的,例如提升用户在商品浏览过程中对于速度、效率以及屏幕空间利用率等方面的感知与体验。 这些只是比较简化和常规的产品设计思路。如果你希望将目光放的更远,力图打造一款在各个方面都表现优异的电子商务应用,那么你将逐渐看到这类功能模式所蕴藏的更多潜力。当前,有一些"强化型"解决方案开始引起人们的关注,这类产品旨在为现有的电子商务平台及相关的购物行为提供支持与强化,而它本身并不需要具备交易方面的功能。这种模式可以被分为两大类: 策展:利用第三方资源帮助用户在复杂的商品结构中进行浏览,在此期间有针对性地向用户提供商品推荐,以达到引导消费行为的目的。 聚合:整合外部资源,按照用户指定的方式对商品内容进行呈现与管理。 你完全可以根据自己产品的实际情况,基于一套有效的用户体验策略,针对你的目标用户群探索出更多有意思的电子商务强化模式。 实用效率 在第二章里,我们对于iOS所体现出的更加倾向于"效用"的设计思想做了一定程度的了解,而这方面的价值观同样可以体现在应用当中。从概念上说,"实用效率"与我们前面提到"娱乐消遣"是截然相反的两类需求用例。后者所需的上下文环境更加适合具有便携色彩的iPad,而实用型和效率型应用产品则与iPhone这类具有真正移动性的设备有着更为密切的关联,而这种情况也符合用户头脑中对于这两款设备在定义与感知方面的差异。对于效率类的应用来说,即使缺乏出众的视觉设计与令人眩目的交互方式,只要它能够帮助用户迅速高效的完成特定的任务,就有可能获得巨大的成功。 实用效率的概念同样是非常广泛的,不过你仍然可以根据移动应用所处的上下文环境来考虑以怎样的方式将这个概念整合到自己的产品当中。如果你的目标就是要打造一款纯粹的效率类应用,那么你的产品必须对以下两个方面进行良好的落实: 准确的功能:提供用于完成目标任务的最准确的功能方法。 简化的操作:提供用于完成目标任务的最简化的操作方式。 多种功能模式的整合 对于这五种最具代表性的需求用例,我们已经逐一进行了分析。对于某些项目来说,确实有必要像这样有针对性的从某个特定的需求用例出发,对产品进行设计和规划,但在很多情况下,你还需要将更多的用例模式作为不同方面的功能属性整合到同一款产品当中。特别是当你的产品概念已经具备了一定的核心框架,而你希望在此基础上增强产品与移动应用上下文环境之间的相关性的时候,这种更具综合性的产品设计思路就显得尤为重要了。当然,你并不需要将所有这些典型的用例模式都非常明显的体现到产品当中,重点在于能否通过这些核心框架之外的功能模式,为产品与其所处的上下文环境建立更加精准的关联。在这个过程中,你也许还可以为产品创造出更多额外的价值,并有可能开拓出一些全新的需求用例模式,使产品能够更好地满足用户对于独特的功能与体验方式的渴望。[!--empirenews.page--] "实用效率"本身就是个具有普遍性的概念。其实,无论对于哪一类应用,我们都应该在 "准确的功能"与"简化的操作"这两方面加以落实,以提升产品的用户体验。不同类型的应用,其功能侧重点有所不同,效率方面的优先级可以根据实际情况进行调整。 无论你的产品是否以基于地理位置的服务作为核心功能,这种模式都是值得考虑的。不妨在规划产品概念的时候设想一下,如果为应用增加这方面的辅助功能,它会不会为正在外出的用户带来更多的使用价值。 社交功能也是我们需要重点考虑的一个产品模式。你可以在应用的核心框架中以非常简单的方式将社交功能整合进来,例如在用户个人资料当中添加一个"点击进行通话"的按钮。将应用产品与社交媒体方面的功能进行整合的重要性正在日益凸显,无论从用户的角度还是从商业的角度来看都是这样。你还可以将更具深度和广度的"一对多"的社交模式以很多不同的方式整合到自己的产品中。具体应该将哪种社交模式与当前产品概念中的哪些功能点以怎样的方式相结合,这些问题都要由你来根据用户在上下文环境中的实际需求加以判断。 目标设备的类型也会影响一款产品对于这些典型需求用例的整合程度。基于我们在前文中所了解到的iPhone与iPad这两类设备在行为与体验等方面的差异,你可以更有针对性的为自己的产品制定功能模式整合策略。 总结 移动计算的核心价值就是用户可以随时随处地使用功能、获取数据。它打破了时间与地点的限制,将人们从传统的桌面设备中解放出来,使他们在各种需求情景中都能够享受到高效能的计算体验。各种新的需求形式与功能模式都在不断地涌现,它们之间保持着互相推动与促进,这也加速了iPhone这类移动设备的发展与普及。 不同类型的设备在行为与体验方面的差异会对你的产品设计决策造成重要的影响。iPhone是一种真正意义上的移动设备,而iPad则更加具有"便携"的特质,它虽然时常被我们带在身边,却不像iPhone那样真正与我们的生活绑定在一起。由于目标任务通常更侧重于休闲娱乐等方面,所以在iPad上进行交互操作的流程所需要占用的时间相对较长,我们必需拥有充裕的时间以及不受打扰的环境,才能完成目标。而我们对于iPhone的使用频率则要高很多,但每次交互行为所持续的时间都相对较短。另外,iPhone的隐私性更强,它与用户的个人关系十分密切,而iPad在很多时候更像是一种共享型的设备。 在本章里,我们还对五种最具代表性的需求用例进行了了解: 人际交往 娱乐消遣 基于地理位置的服务(LBS) 电子商务 实用效率 这些用例可以涵盖到市面上绝大多数的移动应用产品形式。在实际项目中,你既可以有针对性的从某个特定的需求用例出发,对产品进行设计和规划,也可以将更多其他的用例模式作为不同方面的功能属性整合到同一款应用当中,以提升产品与移动上下文环境之间的关联性。

    时间:2014-08-17 关键词: 环境 iOS 应用

  • AVR的IO端口特性与应用

    AVR的IO端口特性与应用

    AVR的IO端口特性分析:   分析IO引脚Pxn。DDRxn 只有为1时,可控单向开关才工作,PORTxn 的数值才能通过可控单向开送到 Pxn. 结论:DDRxn=1 时,为输出状态。输出值等于PORTxn。所以,DDRxn 为方向寄存器。PORTxn 为数据寄存器。 分析上拉电阻。E的电位为0时,即D为1时,上拉电阻有效。 从与门的输入分析,只有以下的条件同时满足时,上拉电阻才有效 1。PUD 为0 2。DDxn 为0 3。PORTxn 为1 结论是:只有DDRxn = 0 即管脚定义为输入状态,并且 PORTxn=1, 而且UPD设置为0时,上拉电阻才生效。 分析 Pxn 及 SLEEP。只有当 SLEEP = 0 时,可控开关2才导通,SD1不工作,施密特触发器的输入等于Pxn, 信号送到同步器后读取。 结论:Pxn 无论在输入或输出状态都能被AVR读取。SLEEP=0时输入才能被读取。 AVR的IO端口的使用注意事项: 如果有引脚末被使用,建议些引脚赋予一个确定电平。最简单的保证未用引脚具有确定电平的方法是使能内部上拉电阻。 如果刚定义了引脚的输入状态,就要立即回读,可以在回读前,插入一句 _nop()。 系统复位时,DDR全部为0,Port也全部为0,故上拉电阻在复位时会失效。 如何用C语言操纵AVR的IO端口(以ICCAVR为例): 举例一:将PB0定义为输出,且输出为高电平 DDRB=BIT(0); //定义 PB0为输出 PORTB|=BIT(0); // PB0 输出高电平 举例二:将PB0、PB1定义为输出,且PB0输出低电平,PB1均为高电平 DDRB|=BIT(0)|BIT(1); //定义 PB0、PB1为输出 PORTB|=BIT(0)|BIT(1); // PB0、PB1 输出高电平 举例三:将PB0数据寄存器的数值翻转,即如果是1时变成0,如果是0时变成1 PORTB^=BIT(0); // PB0 输出高电平 举例四:将PB0、PB1数据寄存器的数值翻转,即如果是1时变成0,如果是0时变成1 PORTB^=BIT(0)|BIT(1); // PB0 输出高电平 举例五:将PB2、PB3定义为输入,不带上拉电阻 DDRB&=~(BIT(2)|BIT(3)); //定义 PB2、PB3为输入 PORTB&=~(BIT(2)|BIT(3)); // 将 PORT 置0,没有上拉电阻 举例六:将PB2、PB3定义为输入,带上拉电阻。即没有引用这些引脚时,缺省值为高电平 SFIOR&=~BIT(PUD); // SFIOR寄存器的上拉电阻控制位PUD置0,在整个代码中,这句话可以不出现,或仅出现一次即可。因为它是一个控制全部上拉电阻的控制位。 DDRB&=~(BIT(2)|BIT(3)); //定义 PB2、PB3为输入 PORTB|=BIT(2)|BIT(3); // 将 PORT 置1,满足上拉电阻的另一个条件 举例七:DDRB=BIT(0)|BIT(1) 与 DDRB|=BIT(0)|BIT(1) 的区别 假定在执行上面两句指令前,DDRB 的状态为: 1000 0000 如果执行 DDRB=BIT(0)|BIT(1) ,DDRB的状态变为: 0000 0011 如果执行 DDRD|=BIT(0)|BIT(1),,DDRB的状态变为: 1000 0011 那前一句会先清空以前的所有状态,后一句保留前面的状态。 在实际应用中,后一句更常用。 举例八:将第三位置1,除了用BIT(3),还有其它的表达方法吗? DDRB|=BIT(3); DDRB|=1<<3; DDRB|=0x08; DDRB|=0b00001000;

    时间:2018-01-23 关键词: AVR 应用 单片机制作 io端口

  • DSP技术的应用与实现方法简析

    数字信号处理的目的是对真实世界的连续模拟信号进行测量或滤波。因此在进行数字信号处理之前需要将信号从模拟域转换到数字域,这通常通过模数转换器实现。而数字信号处理的输出经常也要变换到模拟域,这是通过数模转换器实现的。 数字信号处理的算法需要利用计算机或专用处理设备,如数字信号处理器(DSP)和专用集成电路(ASIC)。数字信号处理技术及设备具有灵活、精确、抗干扰强、设备尺寸小、造价低、速度快等突出优点,这些都是模拟信号处理技术与设备所无法比拟的。 DSP的实现方法一般有以下几种: 在通用的计算机上用软件实现 在通用计算机系统中加上专用的加速处理机实现 用通用的单片机实现 用通用的可编程DSP实现 用专用的DSP芯片实现 在上述几种方法中,第1种方法的缺点是速度较慢,一般可用于DSP算法的模拟;第2种和第5种方法专用性强,应用受到很大的限制,第2种方法也不便于系统的独立运行;第3种方法只适用于实现简单的DSP算法;只有第4种方法才使数字信号处理的应用打开了新的局面。 DSP音频处理简单实现 传统音频设备音频的处理大多数都是使用模拟设备,这些设备或部件的体积较大、精度低、容易受环境影响,而且元件较易老化从而受到影响。使用数字音频处理器,则使设备体积大大缩小,精度得到提高,且数字设备受环境影响较小,不会因老化影响性能,且灵活性高,可靠性好,便于开发和升级等诸多优点。数字化的音频信号处理其本质就是利用数字滤波代替模拟滤波,对采集来的音频信号进行数字变换处理实现的。 数字信号处理器(DigitalSignalProcessing,简称DSP)的出现,使数字信号处理技术应运而生并且得到迅速的发展。从音频的质量来说,数字音频通过模数/数模转换后,越接近模拟音质就越好。然而,数字化技术在音频的编辑、合成、效果处理、存储、传输和网络化、以及在价格等方面,有极大的优势。 数字化时代的音频技术,并不是弃模变数,而是两者有机的结合,取长补短,用数字化技术去追求模拟的音质,用数字化手段来弥补传统音频设备的弱点。音频系统已经不仅仅局限于以前的模拟范畴,而是向着数字化的方向发展。 现代社会对数据通信需求正向多样化、个人化方向发展。而无线数据通信作为向社会公众迅速、准确、安全、灵活、高效地提供数据交流的有力手段,其市场需求也日益迫切。正是在这种情况下,3G、4G通信才会不断地被推出,但是无论是3G还是4G,未来通信都将离不开DSP技术,DSP作为一种功能强大的特种微处理器,主要应用在数据、语音、视像信号的高速数学运算和实时处理方面,可以说DSP将在未来通信领域中起着举足轻重的作用。 在数字会议系统中,可采用DSP浮点处理技术,使音质更加清晰、完美。

    时间:2018-02-12 关键词: 应用 实现方法 dsp技术 dsp电路

  • DSP技术的应用与实现方法简析

    数字信号处理的目的是对真实世界的连续模拟信号进行测量或滤波。因此在进行数字信号处理之前需要将信号从模拟域转换到数字域,这通常通过模数转换器实现。而数字信号处理的输出经常也要变换到模拟域,这是通过数模转换器实现的。 数字信号处理的算法需要利用计算机或专用处理设备,如数字信号处理器(DSP)和专用集成电路(ASIC)。数字信号处理技术及设备具有灵活、精确、抗干扰强、设备尺寸小、造价低、速度快等突出优点,这些都是模拟信号处理技术与设备所无法比拟的。 DSP的实现方法一般有以下几种: 在通用的计算机上用软件实现 在通用计算机系统中加上专用的加速处理机实现 用通用的单片机实现 用通用的可编程DSP实现 用专用的DSP芯片实现 在上述几种方法中,第1种方法的缺点是速度较慢,一般可用于DSP算法的模拟;第2种和第5种方法专用性强,应用受到很大的限制,第2种方法也不便于系统的独立运行;第3种方法只适用于实现简单的DSP算法;只有第4种方法才使数字信号处理的应用打开了新的局面。 DSP音频处理简单实现 传统音频设备音频的处理大多数都是使用模拟设备,这些设备或部件的体积较大、精度低、容易受环境影响,而且元件较易老化从而受到影响。使用数字音频处理器,则使设备体积大大缩小,精度得到提高,且数字设备受环境影响较小,不会因老化影响性能,且灵活性高,可靠性好,便于开发和升级等诸多优点。数字化的音频信号处理其本质就是利用数字滤波代替模拟滤波,对采集来的音频信号进行数字变换处理实现的。 数字信号处理器(DigitalSignalProcessing,简称DSP)的出现,使数字信号处理技术应运而生并且得到迅速的发展。从音频的质量来说,数字音频通过模数/数模转换后,越接近模拟音质就越好。然而,数字化技术在音频的编辑、合成、效果处理、存储、传输和网络化、以及在价格等方面,有极大的优势。 数字化时代的音频技术,并不是弃模变数,而是两者有机的结合,取长补短,用数字化技术去追求模拟的音质,用数字化手段来弥补传统音频设备的弱点。音频系统已经不仅仅局限于以前的模拟范畴,而是向着数字化的方向发展。 现代社会对数据通信需求正向多样化、个人化方向发展。而无线数据通信作为向社会公众迅速、准确、安全、灵活、高效地提供数据交流的有力手段,其市场需求也日益迫切。正是在这种情况下,3G、4G通信才会不断地被推出,但是无论是3G还是4G,未来通信都将离不开DSP技术,DSP作为一种功能强大的特种微处理器,主要应用在数据、语音、视像信号的高速数学运算和实时处理方面,可以说DSP将在未来通信领域中起着举足轻重的作用。 在数字会议系统中,可采用DSP浮点处理技术,使音质更加清晰、完美。

    时间:2018-03-19 关键词: 应用 简析 dsp技术 dsp电路

  • 先进DSP技术在助听器中的应用

    先进DSP技术在助听器中的应用

    很少有应用比现代助听器面临更多的技术限制。在这里,在较小的设计内提高性能水平和降低功耗的需求大于消费电子。 这种压力被助听器行业目前每年增长4-6%(据一些知名的市场研究公司)的事实放大,由中国和印度人口老龄化和新的市场发展所推动。因此,有必要以改进的功能满足更大范围的患者。 通过集成更精密的数字信号处理(DSP)的半导体方案,将使制造商能够满足助听器用户的这些需求。下文详细介绍影响DSP技术的各种设计考量及在当今助听器内的应用。 简单来说,助听器的工作原理如下。声波由麦克风接收,并转换成一个模拟电信号。一个模拟-数字转换器拾取这个模拟信号,并把它转换成一个数字信号。然后,用DSP算法处理和调节它。然后该数字信号被重新转换为模拟形式,传递到接收器,并转换成由助听器用户听到的声波。为了尽量减少这些设备的视觉影响,提高佩戴者的舒适性,更分立的新模型被引入。常用的耳背式(BTE)设备现在开始被位于耳道内更深的助听器替换,如深耳道(CIC)和耳道内不可见(IIC)设备,或微型耳罩式设备(又称微型耳背式或OTE)。助听器这种“听到但看不到” 的趋势需要大量系统小型化到为设备供电的集成电路。 定制需求 原始设备制造商(OEM)正探索可实现助听器自身独特的数据信号处理算法的IC方案。这将支持更高能效的“平台”策略到位,不同的助听器模型从同核DSP创建。例如,轻度听力受损可由一组特定的算法来解决,而高功率器件,解决严重的听力受损,可以使用相同的平台,但区别于额外的增益或功能和性能。 与可携式电子设备无线互通互联 已经有相当大的兴趣使用无线技术,实现助听器和电子设备如智能手机之间的音频信号传输。通过2.4 GHz频带(基于蓝牙和ZigBee无线标准),无线互通互联可以使助听器的用户直接从电子设备体验音频。例如,用户可从手持设备串流音乐,或使用他们的助听器作为一个耳机进行通话。无线互通互联也可增强用户和设备之间的互动。使用智能手机,助听器用户可以很容易地调整和自定义参数和设置(如音量控制),而不需要繁琐的继电器配件。由于无线技术没有明确的标准,工程师必须能够快速适应新兴标准,如蓝牙低功耗。 DSP架构选择 有许多不同类型的DSP架构可用于现代半导体。由于该架构对助听器设计的整体能效将有相当大的影响,OEM工程团队应确保他们认真考虑可用的选择,最后做出决定选择一个。 1. 封闭式架构 采用一个封闭的、固定功能结构的DSP直接硬连线入架构中,优化系统功耗和尺寸。但这以牺牲系统灵活性为代价。虽然一些小的参数仍然可调,但如果没有大的重设工作,IC的基本功能不能被改变 - 这是昂贵和耗时的。 2. 开放式可编程架构 开放式可编程架构为OEM提供改进的设计灵活性,因为DSP算法可相对易于修改。然而,这种灵活性被容纳在一个更大的系统,这不能满足现代助听器严格的功率和尺寸要求。 3. 半可编程及特定应用、开放式可编程架构 能将封闭式和开放式可编程的有利属性结合在一起的替代架构现在正在出现。半可编程架构基本的DSP功能是硬接入逻辑模块和额外的可编程DSP元素,额外的能力可以在软件中实现。虽然这提供了一些灵活性,但半可编程架构仍然比封闭式架构有大得多的功率预算。特定应用、开放式可编程架构提出了另一种方法。在这里,DSP结构是结合对应用需求的深入了解而设计和优化,以处理特定应用的特定信号处理要求。它有开放可编程架构的软件可编程能力和相对接近封闭式架构的电源能效,设计布局很好实施和利用适合的半导体几何结构。这样的架构推进OEM厂商现在所需的平台方案。 安森美半导体的Ezairo 7100是紧凑的、极精密的系统级芯片(SoC)方案,针对下一代助听器的部署。它结合一个模拟前端,一个ARM Cortex-M3处理器,和一个24位四核DSP(基于特定应用、开放式可编程架构)到单个半导体芯片。封闭式和开放式可编程混合架构的实施意味着在最大时钟速度10. 24MHz运行时IC消耗小于0.7 mA。这能降低系统功耗,同时仍然给工程师必要的设计灵活性(算法可调),以创建功能丰富的助听器设计,从竞争中脱颖而出。   总之,助听器行业的技术在不断变化– 利用迅速发展的创新和针对新兴市场。强劲的竞争和更快上市的市场需求,导致产品生命周期缩短,和需要更大的差异化。使用安森美半导体的可编程或特定应用架构的DSP技术,工程师将创建更小的、功能丰富的助听器,提高用户的舒适度和满意度。

    时间:2018-03-19 关键词: 应用 助听器 dsp技术 dsp电路

  • 华为HMS服务或将在欧洲亮相 应用数量已超5.5万款

    2月17日晚间消息,今日有媒体报道称,荣耀将于下周面向欧洲市场发布搭载HMS服务的荣耀V30系列手机,这也将是华为旗下首款预装HMS服务的手机。 此前将在巴塞罗那召开的MWC 2020宣布取消,但华为仍将在当地召开单独发布会,并对发布会进行全球直播。此外,荣耀也将单独举办一场发布会,而预装HMS服务的荣耀V30或将在发布会上亮相。 自去年被美国列入实体清单之后,华为旗下手机产品无法预装谷歌的GMS服务,这对于海外市场而言,是极大的打击。虽然华为已经准备好备胎鸿蒙OS,但要在海外市场重新推广另一个完全不同的手机OS,无疑需要先建立自身的移动生态。 华为在去年的开发者大会上对外开放了自家的HMS生态,并开始加快在海外市场的扩张步伐。 今年1月,华为面向全球发布了HMS Core 4.0。HMS包含一整套开放的HMS Apps和HMS Core、HMS Capabilities、HMS Connect,以及相应的开发、测试的IDE工具。其中HMS Apps包括华为云空间、华为智能助手、华为应用市场、华为钱包、华为天际通、华为视频、华为音乐、华为阅读、华为主题和生活服务等组成的核心应用。可以对谷歌的一系列服务和应用形成替代。 根据华为官方公布的数据,目前华为全球注册开发者已经超过130万,全球接入HMS Core的应用数量超过5.5万款。

    时间:2020-03-05 关键词: 华为 欧洲 应用 华为hms服务

  • 华为:未来5年将投资2000万美元 支持5G创新应用

    2月20日下午消息,在华为伦敦产品与解决方案发布会上,华为常务董事、运营商BG总裁丁耘发表“5G创造新价值”主题演讲,发布华为2020新产品和解决方案,启动“5G合作伙伴创新计划”,未来5年内将投资2000万美元,支持5G创新应用。 丁耘表示,5G在部署、生态和体验等方面的发展超乎想象,网络是5G业务的基础。截止目前,华为已获得91个5G商用合同,5G基站发货超过60万个。作为全球领先的5G供应商,华为致力于开发最佳的5G端到端解决方案,提供业界最高性能的全场景5G基站,业界集成度最高的刀片式AAU,支持所有Sub 6G频段, 可以支持2G、3G、4G和5G四世同堂,不仅解决了天面安装空间受限的问题,且与业界传统方案相比,TCO节省30%以上;同时,华为也是业界第一个为垂直应用领域提供5G工业模组的供应商。 4G时代,可以共享视频和语音,而5G时代,通过超大带宽,我们将能够享受身临其境的AR和VR体验,沟通信息将充满情感,这是5G令人惊叹的体验,它将成为新的价值来源,随着5G eMBB的成熟,高清视频服务将成为5G B2C服务大规模发展的推动力。5G B2B也呈现了巨大潜力,华为与运营商共同发布5G白皮书及应用探索,共同牵引5G在千行百业中的应用,在伦敦发布会现场,丁耘分享了近期发布的内置5G模组的直播背包,使直播变得更简单。 丁耘强调,几乎所有运营商在4G时代都拥有相同的网络体验。而在5G时代,他们可通过提供差异化体验,引入多量纲计费模式,包括流量、时延、带宽和连接,使5G货币化成为可能,现在是运营商重新定义其5G商业模式的关键时机。 截止目前,华为与全球合作伙伴进行了多个5G项目合作,涉及新媒体、园区、医疗和教育等众多领域。在伦敦发布会现场,丁耘宣布启动“5G合作伙伴创新计划”,并与行业合作伙伴共同见证该计划的开启,华为在未来5年内将投资2000万美元,支持5G创新应用。 (张俊)

    时间:2020-03-06 关键词: 华为 投资 应用 5G

  • 各类电池性能、限制因素及其应用场景解析

    各类电池性能、限制因素及其应用场景解析

    现在的社会的发展,促进了电池的不断发展,电池的突破受到众多赞扬,为了吸引媒体和消费者的关注,各类新型超级电池也层出不穷。然而,电池行业应该保持理性,下面这篇文章通过关注电池的可靠性、经济性、寿命和安全性,帮助大家了解电池的许多功能及其限制因素。 牵引车电池 轮椅、摩托车和高尔夫汽车大多使用铅酸电池。尽管铅酸很重,但它的工作原理相当好,而且只需适度的调整就可以转换到其他系统中去。虽然锂离子电池比铅酸电池更贵,但由于寿命更长,因此循环成本更低,相对于于铅和镍电池,它的另一个优势是低维护。锂离子电池可以在任何充电状态下使用而不会产生副作用,相比之下,镍镉电池(NiCd)和镍氢电池(NiMH)偶尔需要完全放电来防止其产生记忆,而铅酸电池则需要饱和电荷来防止硫酸盐。 除此之外,叉车也较多使用铅酸电池。对于叉车来说,长时间的充电对仓库是不利的,因为仓库一天24小时都在运转。也有些叉车装有燃料电池,在车辆行驶时为电池充电,尽管燃料电池有较差的电力输送,但是其需求也在缓慢上升。 其实理论上看说,轮式机械车辆越重,电池应用就越不合适,但这并不妨碍工程师们研究大型的电池系统以取代污染严重的内燃机。比如船舶港口的自动导引车辆(AGV)系统。AGV一天24小时都在运行,而且车辆不能被长时间的充电间隔所束缚,这是因为锂离子电池部分解决了这一问题,这种更轻、充电速度更快的电池取代了10吨重、300kWh的超大铅酸电池,但由于重量、充电时间和基础设施的限制,超大型电池仍然有一定的局限性。 用于潜艇的超级电池 对于大型牵引系统,目前还没有经济的电池解决方案,燃烧化石燃料也是无法完全避免的事情。现代锂离子电池可提供约150Wh/kg的能量,而化石燃料的净热值(NCV)超过12000wh /kg,从这点来看,电池的能量与化石燃料相比是微不足道的。但是应该承认,在节能减排的趋势下,电池的应用仍然会有所增长。 航空电池 飞机上电池的职责是在辅助动力装置(APU)关闭或飞行中的紧急情况下为导航和应急系统供电。这时电池为制动、地面操作和启动APU提供动力,如果发动机发生故障,电池必须能够提供30分钟到3小时的能量,每架飞机必须有足够的电池动力以便飞机安全着陆。在飞行过程中,电力由发电机提供,如果需要,可以断开机上电池。 大多数商用客机使用泛滥的是镍镉电池。而小型飞机通常会使用铅酸电池。虽然铅酸比镍镉更重,但对维护的要求也更少。现代喷气式战斗机用锂离子电池给喷气发动机装上了线轴,波音787梦幻客机也是如此。随着机载功能从液压转向电动,飞机需要更大的电池,高能量密度的锂离子电池比镍镉和铅酸电池更能满足这一需求。但是,意料之外的锂离子电池故障可能会导致严重后果,促使飞机制造商重拾镍镉电池。不可否认的是,所有电池都可能发生故障,事实上也有关于镍镉合金热失效的报道,且不少企业对于锂离子电池能量密度的过度追求和安全性的忽视才是电池故障最重要的原因。 喷气式战斗机 虽然飞机上有许多不同的电池,但它们唯一的目的是启动发动机,并在发动机关闭时提供备用电源。大型飞机将继续使用化石燃料飞行,因为电池还不能用于推进引擎。小型电池驱动式飞机正尝试将其用于飞行员训练和短跳飞行,但这些目前只属于实验性的。 卫星电池 现在,锂离子电池是卫星的首选电池,它重量轻,充电方便,经久耐用,循环良好,它的自放电低,几乎不需要维护。 “好奇号”火星探测器使用了特殊设计的锂镍氧化物电池(LiNiCo),形成了8S2P结构(8个电池串联,2个并联),只有部分充电和放电才能延长寿命。美国国家航空航天局预计锂离子电池可以使用7年,循环寿命为3.7万次,而国防部的锂离子电池使用寿命只有40%到60%。NASA实验室揭示,寿命的终止与阳极SEI层的生长、阴极材料的损耗、导电路径的损耗、金属锂的电镀和电解质氧化有关。据了解,大型的140Ah锂离子电池正在研发中,其使用寿命有望长达18年。 固定电池 对于储能电池的选择不应该只基于价格。总的来看,铅酸电池适合只需要偶尔排放的工作,液流电池和钠硫电池适用于需要集中放电的大型系统,而锂离子电池则适用于每天多次快速充电且放电时间短的中小型系统。从传统来看,固定电池是铅酸电池。因为对于电池的尺寸和重量要求不是十分严格,当很少放电时,铅酸电池有限的循环次数不会造成问题。暴露于高温和低温以及需要深度循环的应用程序通常使用镍镉电池。这种电池比铅酸电池更坚固,但成本大约是铅酸电池的四倍。镍镉电池是唯一一种可以在最小压力下快速充电的电池。 除此之外还有锂离子电池。锂离子电池具有许多优点,但在低温下性能不如镍镉和铅酸电池。另一种正在回归固定使用的电池是镍铁电池。发明家托马斯·爱迪生(Thomas Edison)曾为电动汽车推广镍铁电池,但由于成本高、自放电率高,镍铁最终输给了铅酸电池。现在对于这种电池的改进消除了其部分缺陷,它的超强耐用性重新引起了人们的兴趣。 储能系统(电网蓄电池) 风能和太阳能等可再生能源不能提供稳定的能源流,也不总是与用户需求相协调。因此大型储能系统(ESS)需要为其提供无缝服务。近几年来,储能系统(ESS)从煤炭和石油转向可再生资源的增长势头很强劲。据估计,到2021年,仅南非的ESS装机容量就将达到1500MWh。其中应用的电化学电池有液流电池、锂离子电池、铅酸电池等。 由于锂离子电池占地面积小、维护成本低、使用寿命长、负载均衡,因此很多储能电站正逐渐向锂离子电池发展。锂离子不会像铅酸一样因周期性地充满电而发生硫酸化,锂离子电池还具有重量轻、便于在偏远地区安装的优点。而它的缺点也是显而易见的,那就是价格高、低温性能差,价格问题目前已经大幅度下降了,未来几年还会继续下降,但低温性能差仍待解决,因为无法在冰点以下充电。 电池管理系统(BMS)将电池的电量保持在50%左右,以吸收大风带来的能量,满足高负载需求。现代的BMS可以在不到一秒的时间内从充电切换到放电。这有助于稳定输电线路上的电压,也称为频率调节。以上就是各类电池性能、限制因素及其应用场景,希望能给大家帮助。

    时间:2020-04-04 关键词: 系统 电池 应用

  • 各类电池性能、限制因素及其应用场景解析

    各类电池性能、限制因素及其应用场景解析

    现在的社会的发展,促进了电池的不断发展,电池的突破受到众多赞扬,为了吸引媒体和消费者的关注,各类新型超级电池也层出不穷。然而,电池行业应该保持理性,下面这篇文章通过关注电池的可靠性、经济性、寿命和安全性,帮助大家了解电池的许多功能及其限制因素。 牵引车电池 轮椅、摩托车和高尔夫汽车大多使用铅酸电池。尽管铅酸很重,但它的工作原理相当好,而且只需适度的调整就可以转换到其他系统中去。虽然锂离子电池比铅酸电池更贵,但由于寿命更长,因此循环成本更低,相对于于铅和镍电池,它的另一个优势是低维护。锂离子电池可以在任何充电状态下使用而不会产生副作用,相比之下,镍镉电池(NiCd)和镍氢电池(NiMH)偶尔需要完全放电来防止其产生记忆,而铅酸电池则需要饱和电荷来防止硫酸盐。 除此之外,叉车也较多使用铅酸电池。对于叉车来说,长时间的充电对仓库是不利的,因为仓库一天24小时都在运转。也有些叉车装有燃料电池,在车辆行驶时为电池充电,尽管燃料电池有较差的电力输送,但是其需求也在缓慢上升。 其实理论上看说,轮式机械车辆越重,电池应用就越不合适,但这并不妨碍工程师们研究大型的电池系统以取代污染严重的内燃机。比如船舶港口的自动导引车辆(AGV)系统。AGV一天24小时都在运行,而且车辆不能被长时间的充电间隔所束缚,这是因为锂离子电池部分解决了这一问题,这种更轻、充电速度更快的电池取代了10吨重、300kWh的超大铅酸电池,但由于重量、充电时间和基础设施的限制,超大型电池仍然有一定的局限性。 用于潜艇的超级电池 对于大型牵引系统,目前还没有经济的电池解决方案,燃烧化石燃料也是无法完全避免的事情。现代锂离子电池可提供约150Wh/kg的能量,而化石燃料的净热值(NCV)超过12000wh /kg,从这点来看,电池的能量与化石燃料相比是微不足道的。但是应该承认,在节能减排的趋势下,电池的应用仍然会有所增长。 航空电池 飞机上电池的职责是在辅助动力装置(APU)关闭或飞行中的紧急情况下为导航和应急系统供电。这时电池为制动、地面操作和启动APU提供动力,如果发动机发生故障,电池必须能够提供30分钟到3小时的能量,每架飞机必须有足够的电池动力以便飞机安全着陆。在飞行过程中,电力由发电机提供,如果需要,可以断开机上电池。 大多数商用客机使用泛滥的是镍镉电池。而小型飞机通常会使用铅酸电池。虽然铅酸比镍镉更重,但对维护的要求也更少。现代喷气式战斗机用锂离子电池给喷气发动机装上了线轴,波音787梦幻客机也是如此。随着机载功能从液压转向电动,飞机需要更大的电池,高能量密度的锂离子电池比镍镉和铅酸电池更能满足这一需求。但是,意料之外的锂离子电池故障可能会导致严重后果,促使飞机制造商重拾镍镉电池。不可否认的是,所有电池都可能发生故障,事实上也有关于镍镉合金热失效的报道,且不少企业对于锂离子电池能量密度的过度追求和安全性的忽视才是电池故障最重要的原因。 喷气式战斗机 虽然飞机上有许多不同的电池,但它们唯一的目的是启动发动机,并在发动机关闭时提供备用电源。大型飞机将继续使用化石燃料飞行,因为电池还不能用于推进引擎。小型电池驱动式飞机正尝试将其用于飞行员训练和短跳飞行,但这些目前只属于实验性的。 卫星电池 现在,锂离子电池是卫星的首选电池,它重量轻,充电方便,经久耐用,循环良好,它的自放电低,几乎不需要维护。 “好奇号”火星探测器使用了特殊设计的锂镍氧化物电池(LiNiCo),形成了8S2P结构(8个电池串联,2个并联),只有部分充电和放电才能延长寿命。美国国家航空航天局预计锂离子电池可以使用7年,循环寿命为3.7万次,而国防部的锂离子电池使用寿命只有40%到60%。NASA实验室揭示,寿命的终止与阳极SEI层的生长、阴极材料的损耗、导电路径的损耗、金属锂的电镀和电解质氧化有关。据了解,大型的140Ah锂离子电池正在研发中,其使用寿命有望长达18年。 固定电池 对于储能电池的选择不应该只基于价格。总的来看,铅酸电池适合只需要偶尔排放的工作,液流电池和钠硫电池适用于需要集中放电的大型系统,而锂离子电池则适用于每天多次快速充电且放电时间短的中小型系统。从传统来看,固定电池是铅酸电池。因为对于电池的尺寸和重量要求不是十分严格,当很少放电时,铅酸电池有限的循环次数不会造成问题。暴露于高温和低温以及需要深度循环的应用程序通常使用镍镉电池。这种电池比铅酸电池更坚固,但成本大约是铅酸电池的四倍。镍镉电池是唯一一种可以在最小压力下快速充电的电池。 除此之外还有锂离子电池。锂离子电池具有许多优点,但在低温下性能不如镍镉和铅酸电池。另一种正在回归固定使用的电池是镍铁电池。发明家托马斯·爱迪生(Thomas Edison)曾为电动汽车推广镍铁电池,但由于成本高、自放电率高,镍铁最终输给了铅酸电池。现在对于这种电池的改进消除了其部分缺陷,它的超强耐用性重新引起了人们的兴趣。 储能系统(电网蓄电池) 风能和太阳能等可再生能源不能提供稳定的能源流,也不总是与用户需求相协调。因此大型储能系统(ESS)需要为其提供无缝服务。近几年来,储能系统(ESS)从煤炭和石油转向可再生资源的增长势头很强劲。据估计,到2021年,仅南非的ESS装机容量就将达到1500MWh。其中应用的电化学电池有液流电池、锂离子电池、铅酸电池等。 由于锂离子电池占地面积小、维护成本低、使用寿命长、负载均衡,因此很多储能电站正逐渐向锂离子电池发展。锂离子不会像铅酸一样因周期性地充满电而发生硫酸化,锂离子电池还具有重量轻、便于在偏远地区安装的优点。而它的缺点也是显而易见的,那就是价格高、低温性能差,价格问题目前已经大幅度下降了,未来几年还会继续下降,但低温性能差仍待解决,因为无法在冰点以下充电。 电池管理系统(BMS)将电池的电量保持在50%左右,以吸收大风带来的能量,满足高负载需求。现代的BMS可以在不到一秒的时间内从充电切换到放电。这有助于稳定输电线路上的电压,也称为频率调节。以上就是各类电池性能、限制因素及其应用场景,希望能给大家帮助。

    时间:2020-04-04 关键词: 系统 电池 应用

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