嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目申請(qǐng)報(bào)告

編號(hào)：TQC/K896目申請(qǐng)報(bào)告完整版Dailydescriptionoftheworkcontent,achievements,andshortcomings,andfinallyputforwardreasonablesuggestionsornewdirectionofefforts,sothattheoverallprocessdoesnotdeviatefromthedirection,continuetomovetowardstheestablishedgoal.【適用信息傳遞/研究經(jīng)驗(yàn)/相互監(jiān)督/自我提升等場(chǎng)景】編寫 審核 時(shí)間 部門 新編報(bào)告完整模板/CompleteTemplateOfNewReport新編報(bào)告完整模板/CompleteTemplateOfNewReport編號(hào)：TQC/K896第編號(hào)：TQC/K896第25頁(yè)/總25頁(yè)嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目申請(qǐng)報(bào)告完整版下載說(shuō)明：本報(bào)告資料適合用于日常描述工作內(nèi)容，取得的成績(jī)，以及不足，最后提出合理化的建議或者新的努力方向，使整體流程的進(jìn)度信息實(shí)現(xiàn)快速共享，并使整體過(guò)程不偏離方向，繼續(xù)朝既定的目標(biāo)前行?？芍苯討?yīng)用日常文檔制作，也可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)其進(jìn)行修改。一、嵌入式技術(shù)發(fā)展及人才需求概述IT一個(gè)重要的新興產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，嵌入式技術(shù)正在越來(lái)越廣泛地被應(yīng)用在通信、電子、工業(yè)、交通等各個(gè)領(lǐng)域，大到石油提煉和相關(guān)的貯運(yùn)設(shè)施、建筑設(shè)備、計(jì)算機(jī)輔助制造系統(tǒng)、能源控制系統(tǒng)、核電站硬件機(jī)器人系統(tǒng)，小到我們?nèi)粘Ｊ褂玫闹悄苁謾C(jī)、電話交換系統(tǒng)，以及數(shù)字電視、掌上電腦、DVD、MP4冰箱、網(wǎng)絡(luò)空調(diào)、可視電話等，嵌入式技術(shù)正在我們的生活中占據(jù)著越來(lái)越重要的地位，如下圖所示，但隨著國(guó)內(nèi)嵌入式系統(tǒng)的飛速發(fā)展，嵌入式軟件人才的缺乏已經(jīng)成為了國(guó)內(nèi)嵌入式產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年的嵌入式人才缺口約有50萬(wàn)人。目前，我國(guó)嵌入式軟件復(fù)合型人才基數(shù)小、隊(duì)伍不穩(wěn)定，缺口較大。一方面，是因?yàn)檫@一領(lǐng)域入門門檻較高，不僅要懂較底層軟件，對(duì)軟件專業(yè)水平要求較高，而且必須懂得硬件的工作原理，所以非專業(yè)IT人員很難切入這一領(lǐng)域;另一方面，是因?yàn)檫@一領(lǐng)域較新，目前發(fā)展太快，很多軟硬件技術(shù)出現(xiàn)時(shí)間不長(zhǎng)或正在出現(xiàn)，掌握這些新技術(shù)的人當(dāng)然很找。嵌入式人才稀缺，身價(jià)自然就高，越有經(jīng)驗(yàn)價(jià)格就越高。其實(shí)嵌入式人才稀少，根本原因可能是大多數(shù)人無(wú)條件接觸，這需要相應(yīng)的嵌入式開發(fā)板和軟件，另外需要有經(jīng)驗(yàn)的人進(jìn)行指導(dǎo)開發(fā)流程。因此，為了適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)對(duì)嵌入式人才的需求，我們應(yīng)該盡快建立起“嵌入式實(shí)的軟硬件平臺(tái)。二、嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的功能由于要將該實(shí)驗(yàn)室建設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)型實(shí)驗(yàn)室，因此要采用較高的配置標(biāo)準(zhǔn)，以適應(yīng)10—20xx年技術(shù)發(fā)展和使用的要求，且具有開放性、靈活性和可擴(kuò)展性。該實(shí)驗(yàn)室建成之后，除了滿足日常嵌入式學(xué)科教學(xué)之外，還要實(shí)現(xiàn)如下功能：學(xué)生學(xué)期課題設(shè)計(jì);全國(guó)嵌入式大學(xué)生電子競(jìng)賽實(shí)訓(xùn)基地;學(xué)生相關(guān)課題的畢業(yè)設(shè)計(jì);本校教師科研開發(fā)基地;社會(huì)嵌入式系統(tǒng)工程師培訓(xùn)基地。三、嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)包括嵌入式實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的建幾個(gè)方面內(nèi)容。嵌入式實(shí)驗(yàn)室環(huán)境容納40人左右的實(shí)驗(yàn)室機(jī)房，建議使用面積80m2以上;實(shí)驗(yàn)桌椅40套，每個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)桌面140×60(mm)以上，方便學(xué)生在桌面上放置實(shí)驗(yàn)箱等設(shè)備。Windows+LinuxLinux嵌入式實(shí)驗(yàn)室設(shè)備清單，如下表所2、嵌入式實(shí)驗(yàn)箱的技術(shù)參數(shù)指標(biāo)要求嵌入式實(shí)驗(yàn)箱是嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的關(guān)鍵組成部分，具體參數(shù)指標(biāo)要求如下：IntelXscalePXA270嵌入式實(shí)驗(yàn)箱硬件要求：PXA270實(shí)驗(yàn)箱由核心板+教學(xué)底板組成核心板硬件參數(shù)處理器:IntelXScalePXA270520MHzFLASH:32Mbyte底板硬件參數(shù)LCD接口:配TFT8”(640*480)屏。VGACRT或液晶顯示器觸摸屏:UCB1400BE，四線電阻式以太網(wǎng)接口:10M/100M自適應(yīng)接口1個(gè)Audio:AC97標(biāo)準(zhǔn)音頻輸入/輸出USBHOST:1個(gè)USBCLIENT:1個(gè)攝像頭接口:1個(gè)紅外通信接口:1個(gè)串口:5個(gè)RS232(其中3個(gè)為全功能)485通信接口:1個(gè)JTAG接口:20pinPCMCIA接口:1個(gè)IDE接口:可接筆記本硬盤SD/MMC卡接口:可接SD卡或MMC卡SMC卡:可擴(kuò)展NANDFLASHLED陣列:8×8發(fā)光二極管陣列七段數(shù)碼管:4個(gè)7段數(shù)碼管AD:1個(gè)電位器電壓輸入，一個(gè)溫度傳感器輸入RTC:實(shí)時(shí)鐘鍵盤:4×5鍵盤矩陣擴(kuò)展接口:2×96pin歐式座，引出所有總線信號(hào)：可擴(kuò)展以下模塊：DSP6713&USB2.0高速數(shù)據(jù)采集板FPGA擴(kuò)展板GPS&GPRS擴(kuò)展板CAN&485通信擴(kuò)展板電機(jī)擴(kuò)展模塊射頻卡&IC卡擴(kuò)展板熱敏滑動(dòng)指紋傳感模塊802.15.4擴(kuò)展模塊1Linux2.4WindowsCE5.0操作系統(tǒng)。⑴WindowsCE.NET5.0BSPBootLoader源代碼;以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)源代碼;音頻驅(qū)動(dòng)：提供音頻AC’97驅(qū)動(dòng)程序源代碼;LCD驅(qū)動(dòng)源代碼;觸摸屏驅(qū)動(dòng)源代碼;USBHost;USBSlave;IrDA動(dòng)源代碼;RS232串口驅(qū)動(dòng)源代碼;RS485驅(qū)動(dòng)源代碼;PCMCIA接口驅(qū)動(dòng)源代碼;SD/MMC接口驅(qū)動(dòng)源代碼;LED數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)源代碼;Keypad驅(qū)動(dòng)源代碼。⑵Linux2.4內(nèi)核BootLoader源代碼;Linux內(nèi)核源代碼;文件系統(tǒng)，提供基于日志的文件系統(tǒng)Jffs2;支持圖形用戶界面：QT;以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)源代碼;音頻驅(qū)動(dòng)：提供音頻AC’97驅(qū)動(dòng)程序源代碼;LCD驅(qū)動(dòng)源代碼;觸摸屏驅(qū)動(dòng)源代碼;USBHost驅(qū)動(dòng)源代碼;攝像頭驅(qū)動(dòng)源代碼;RS232串口驅(qū)動(dòng)源代碼;RS485驅(qū)動(dòng)源代碼;PCMCIA接口驅(qū)動(dòng)源代碼;SD/MMC接口驅(qū)動(dòng)源代碼;LED數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)源代碼;Keypad驅(qū)動(dòng)源代碼。2、必須提供硬件測(cè)試程序，可以快速驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的硬件接口，方便產(chǎn)品驗(yàn)收和日常維護(hù)。3、嵌入式教學(xué)開發(fā)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)：Boot實(shí)驗(yàn);7段數(shù)碼管實(shí)驗(yàn);串口傳輸實(shí)驗(yàn);中斷處理實(shí)驗(yàn);觸摸屏實(shí)驗(yàn);LCD控制器實(shí)驗(yàn)。WindowCE實(shí)驗(yàn)：PlatformBuilder使用;PlatformBuilder調(diào)試;文件添加實(shí)驗(yàn);線程調(diào)試實(shí)驗(yàn);EVC程序開發(fā)實(shí)驗(yàn);注冊(cè)表集成實(shí)驗(yàn);Hiv注冊(cè)表保存實(shí)驗(yàn);串口通訊實(shí)驗(yàn);音頻錄放實(shí)驗(yàn);USB鼠標(biāo)添加實(shí)驗(yàn);CAN總線實(shí)驗(yàn);GPRS應(yīng)用實(shí)驗(yàn);藍(lán)牙通信實(shí)驗(yàn);WebServerCEVisualStido2019Linux實(shí)驗(yàn)：嵌入式Linux入門實(shí)驗(yàn);Linux;BootLoader;KEYPAD_LED驅(qū)動(dòng)程序?qū)嶒?yàn);音頻驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn);USB;IDE;GUI;QT;WebServer特色實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：WindowsCE下GPRS上網(wǎng);Linux下媒體播放器的移植;WindowsCE下媒體播放器的移植;4、嵌入式教學(xué)課程內(nèi)容，及配套的教學(xué)幻燈片。5、有成熟并多樣化的嵌入式系統(tǒng)工程師培養(yǎng)方案可供學(xué)校選擇。6、為學(xué)校教師提供定期的嵌入式教學(xué)培訓(xùn)。Multi-RadioWiFiWiFiWiFi(G2M5477)，以ARM9(PXA270)為核心，平臺(tái)具有完全開WiFiMAC議、路由協(xié)議、應(yīng)用層協(xié)議等，同時(shí)平臺(tái)3一、Multi-Radio采用了目前世界上最先進(jìn)的嵌入式WiFi模塊G2M5477。G2M5477由美國(guó)G2Microsystems研發(fā)，該模塊在38mm×20mmWiFiCPU目前傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)為CC1000WiFiG2M54773-444MHzRISCCPU)，為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)下一代節(jié)點(diǎn)的研究和應(yīng)用提供了良好的研究平臺(tái)。PXA270CPU兩個(gè)嵌入式WiFi模塊，WiFi模塊與PXA270之間采用SPI高速接口(44MHz)，可以完成高速M(fèi)ulti-Radio的研究工作。也可以利用一套開發(fā)平臺(tái)上的兩個(gè)嵌入式WiFi模塊完成嵌入式WiFi的研究工作。WiFiMAC進(jìn)行開發(fā)工作，不需另購(gòu)在線編程器或調(diào)試器。PXA270CPU同時(shí)，平臺(tái)的G2M5477模塊高精度AD接口可以直接連接溫度、濕度、加速度等傳感器，完成基于嵌入式WiFi無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的研發(fā)工作。Multi-RadioWiFi12G2M5477/發(fā)送端，發(fā)送端/接收端/G2M54772.4GHz1111611。CPURAM，ROM，SDXScale。RAMlinux，SD提供大容量的文件存儲(chǔ)。以太網(wǎng)接口連接到有線網(wǎng)絡(luò)用于傳輸測(cè)試和控制信息。節(jié)點(diǎn)還擁有用于連接各種應(yīng)用的不同種類的傳感器的接口。功耗測(cè)量電路被用于分別監(jiān)測(cè)兩個(gè)G2M5477模塊和整個(gè)節(jié)二.Multi-Radio開發(fā)平臺(tái)的主要性能指標(biāo)：2WiFi每個(gè)模塊的特性如下：1)802.11b/g2.4GHz,信道1-11和146-54Mbps;2)ISO24730-22.4GHz收發(fā)器以及125kHz低頻接收器;3)802.11射頻發(fā)射功率+18dBm(802.11g)，+20dBm(802.11b);32位RISCCPU,時(shí)鐘頻率44MHz;SDIO100Mbps;SPI44Mbps;UART2.7Mbps;TCP/IP吞吐量可達(dá)4Mbps(包含WPA2RAM128KB;FlashROM8Mbit。CPU(ARM9);WiFi壓、電流、功率、溫度的連續(xù)自動(dòng)測(cè)量;大容量存儲(chǔ)(USD攝像頭);以太網(wǎng)、USB三、Multi-Radio平臺(tái)的開發(fā)目的主要如下：P2P上電影播放、大文件下載等，特點(diǎn)為多點(diǎn)同時(shí)下載，增加速率，如常用的迅雷、快車、電驢等服務(wù))，將現(xiàn)有的有線網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，研究無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的P2P問(wèn)題。由于無(wú)線帶寬和網(wǎng)絡(luò)特性(無(wú)線一般是廣播方式的，不像有線網(wǎng)絡(luò)是交換方式的，廣播方式有同信道干擾問(wèn)題)的限制，Radio間進(jìn)行傳輸，每個(gè)模塊工作在不同的信道上，多個(gè)鏈路的同時(shí)傳輸增加了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)耐掏铝?。WiFiWiFi向之一，利用此平臺(tái)代碼開放的特點(diǎn)和強(qiáng)CPU，可以進(jìn)行多種多樣的開發(fā)工作，包括傳感器網(wǎng)絡(luò)多媒體的研究。G2M5477RadioMACG2M5477MACMulti-RadioMAC無(wú)線多通道異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)通用試驗(yàn)床綜述此無(wú)線多通道異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)通用試驗(yàn)床試驗(yàn)床是異構(gòu)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)(Peer-to-Peer)研究的基礎(chǔ)設(shè)備。我們可以利用此試驗(yàn)床在異構(gòu)的有線/無(wú)線環(huán)境中進(jìn)行新的資源發(fā)現(xiàn)和內(nèi)容分發(fā)協(xié)議的研究。首先，我們描述了試驗(yàn)床的需求、試驗(yàn)床的結(jié)構(gòu)、多功能無(wú)線節(jié)點(diǎn)以及系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)。然后說(shuō)明了試驗(yàn)床的基本測(cè)試結(jié)果。試驗(yàn)床需求異構(gòu)性試驗(yàn)床必須由有線和無(wú)線部分組成。有線部分的數(shù)據(jù)傳輸速率大于100Mbps，但無(wú)線部分的傳輸速率可以大大低于有線部分。支持資源發(fā)現(xiàn)服務(wù)資源發(fā)現(xiàn)是對(duì)等網(wǎng)絡(luò)(Peer-to-PeerNetwork)的主要功能。試驗(yàn)床必須提供的功能有(i)動(dòng)態(tài)追蹤同種節(jié)點(diǎn)的加入/離開，(ii)保持有線和無(wú)線節(jié)點(diǎn)的目錄信息，(iii)允許實(shí)時(shí)流量分析，(iv)便于緩存節(jié)點(diǎn)的目錄信息。在動(dòng)態(tài)信道條件下支持內(nèi)容分發(fā)服務(wù)內(nèi)容分發(fā)服務(wù)是對(duì)等網(wǎng)應(yīng)用的另外一項(xiàng)重要功能。試驗(yàn)床中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)需要(i)能夠認(rèn)識(shí)到無(wú)線介質(zhì)的差錯(cuò)特點(diǎn)以使能隨機(jī)調(diào)度協(xié)議，同時(shí)(ii)利用無(wú)線介質(zhì)的廣播特性來(lái)提高性能。支持自定義多接口協(xié)議試驗(yàn)床需要支持多接口，多信道結(jié)構(gòu)來(lái)增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行不同應(yīng)用程序的靈活性。系統(tǒng)服務(wù)具有友好用戶界面的系統(tǒng)軟件服務(wù)，用來(lái)監(jiān)測(cè)、控制試驗(yàn)床并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)與事件日志。試驗(yàn)床結(jié)構(gòu)試驗(yàn)床包括兩個(gè)主要部分，分別是異構(gòu)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控部分。試驗(yàn)床的體系結(jié)1無(wú)線節(jié)點(diǎn)，無(wú)線筆記本計(jì)算機(jī)，臺(tái)式計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，有線和無(wú)線網(wǎng)關(guān)，交換機(jī)等構(gòu)成。監(jiān)控部分通過(guò)以太網(wǎng)鏈接到網(wǎng)絡(luò)，控制操作網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行和分析數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和事件日志。多功能便攜式無(wú)線節(jié)點(diǎn)多功能便攜式無(wú)線節(jié)點(diǎn)是試驗(yàn)床的重要組成部分。為了匹配無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速率，無(wú)線節(jié)點(diǎn)應(yīng)該支持盡可能高的數(shù)據(jù)傳輸速率。我們部署一個(gè)至少包括30個(gè)節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)床。我們也考慮過(guò)以軟件無(wú)線電為基礎(chǔ)的試驗(yàn)床，但是發(fā)現(xiàn)適當(dāng)規(guī)模的試驗(yàn)床費(fèi)用非常高。經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率，可用