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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:謝佳銘
研究生(外文):Chia-Ming Hsieh
論文名稱:嵌入式SoC-Based監控系統之設計與實現
論文名稱(外文):Design and Implementation of Embedded SoC-Based Monitoring System
指導教授:陳響亮陳響亮引用關係
指導教授(外文):Shang-Liang Chen
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:製造工程研究所碩博士班
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:86
中文關鍵詞:系統晶片智產Nios嵌入式系統監控系統
外文關鍵詞:SoCIPNiosembedded systemmonitoring system
相關次數:
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中文摘要

鑑於製造系統朝向生產自動化,加工技術不斷地精進,而精密型加工更是無法由操作人員直接進行監控,因此必須建構監控系統來取代傳統操作人員的線上監控,以達到產品品質的控制及系統架構穩定性的維持。

為了改善以往在建構系統時必須使用大量的電子電路之系統設計方式,在本論文中採用以SoC的設計方式來建構一套監控系統,將原先監控系統中所規劃的各部份功能電路改成用IP型式來建構,而最終的監控系統實現即為將所有的功能電路IP進行系統層級的整合;為了因應複雜系統之龐大資料處理的流程問題,在系統中採用一個嵌入式處理器來解決此問題,所以在建構系統時除了硬體架構之設計及整合外,還需針對嵌入式處理器另外開發一套應用程式做為驅動之用,因此最終將建構出一套嵌入式SoC-Based之監控系統。

本研究主要以SoC的設計方式來建構監控系統,可以在效能上及成本上獲得大幅提昇,且未來可以另外再搭配其他的功能電路,以IP型式來進行系統整合,減少系統再開發的時間,如此對於產業界在監控系統開發上會有明顯的貢獻。
Abstract

For automation system, to monitoring the manufacturing processes by operators is obviously not possible. To control the product quality and keep the system stability, the automated monitoring system is urgently needed by the industry.

To improve the efficiency of the VLSI design method, the SoC method is adopted in this research to design the components of the monitoring system into IP formation. The increasing of the system efficiency and the reducing of the rebuild time are the good points for using the SoC method. The designed IPs are then integrated into the monitoring system. The embedded processor is also adopted in building the monitoring system to overcome the problems of complex procedures. Except the integration of the hard architecture, the design of the application program is also required for driving the embedded processor. Therefore, an embedded SoC-Based monitoring system is designed, developed, and implemented in this research.
目錄
中文摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
表目錄 VII
圖目錄 VIII
一、緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機與目的 1
1-3 文獻回顧 2
1-3-1 監控系統 2
1-3-2 診斷系統 3
1-3-3 SoC系統設計 3
1-3-4 IP整合技術 4
1-3-5 嵌入式系統設計 4
1-4 研究方法 4
1-4-1 SoC系統設計方法 5
1-4-2 嵌入式系統設計方法 8
1-5 章節瀏覽 11
二、SoC-Based監控系統之功能規劃與架構設計 13
2-1 監控系統架構 13
2-2 監控系統流程 17
2-3 SoC-Based監控系統之功能規劃 18
2-4 SoC-Based監控系統之架構設計 19
三、監控系統之嵌入式硬體架構設計 22
3-1嵌入式系統設計流程 22
3-2 嵌入式處理器設計 24
3-2-1嵌入式處理器 24
3-2-2參數規劃 25
3-2-3 嵌入式週邊介面 27
3-2-4 嵌入式處理器參數整合及IP產生 29
3-3 功能電路IP設計 29
3-3-1 監測系統IP設計 29
3-3-2 診斷系統IP設計 31
3-3-3 機台選擇IP設計 33
3-3-4 計數電路IP設計 34
3-4 IP整合 35
四、監控系統之嵌入式軟體架構設計 37
4-1 系統軟體開發需求 37
4-2 驅動介面 38
4-3 週邊介面之驅動流程 41
4-4 程式設計流程 43
五、實作成果 46
5-1 監控系統開發環境 46
5-2 嵌入式處理器 48
5-2-1 參數規劃 48
5-2-2 週邊介面規劃 48
5-2-3 嵌入式處理器產生 50
5-3 監測系統 52
5-3-1第一組感測訊號之監測系統 52
5-3-2 第二組感測訊號之監測系統 53
5-3-3 第三組感測訊號之監測系統 54
5-3-4 第四組感測訊號之監測系統 56
5-4 診斷系統 57
5-5 機台選擇電路 59
5-6 計數電路 62
5-7 監控系統IP整合 62
5-8 系統效能評估 69
5-9 監控程式 70
六、結論與建議 73
6-1 研究成果討論 73
6-2 未來研究方向 74
參考文獻 76
附錄A 78
附錄B 80
參考文獻
1. J. Lee, “Modern Computer-Aided Maintenance of Manufacturing Equipment and System: Review and Perspective, ” Journal of Computer Industry Engineering, Vol. 28 No. 4, pp. 793-811, 1995.
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3. J. Lee, and B. Wang, Computer-Aided Maintenance, Kluwer Acacemic Publishers, Boston, pp. 56, 1999.
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10. “Nios 2.0 CPU,” http://www.Altera.com.
11. “Nios Embedded Processor System Builder Tutorial,” http://www.Altera.com.
12. “SOPC Builder Data Sheet,” http://www.Altera.com.
13. “Avalon Bus Specification Reference Manual,” http://www.Altera.com.
14. “Nios Embedded Processof Peripherals Reference Manual,” http://www.Altera.com.
15. “Nios Soft Core Embedded Processor,” http://www.Altera.com.
16. “Nios Embedded Processor Software Development Reference,” http://www.Altera.com.
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