We develop an embedded system to measure various sensor data, control multiple motors, and communicate with mobile devices for system managements. Choosing TI AM3359 microprocessor featuring high processing performance, low power consumption, and various I/O device support, we design and build the embedded system hardware so that it supports multiple global positioning system (GPS) and gyro sensor modules to measure precise position; multiple pulse width modulation (PWM) outputs to control multiple direct current (DC) motors; a Bluetooth module to communicate with mobile devices. Then, we port the boot loader and device drivers to the built circuit board and construct the firmware development environment for the application programming. The performance of the designed and implemented embedded system is demonstrated by real motor control test using GPS and gyro sensor data and control parameters configured by a mobile device.
본 논문은 메모리 크기의 제약을 많이 받는 내장형 마이크로프로세서의 문제를 해결하기 위해 32-bit 명령어와 24-bit, 16-bit 명령어를 혼합 사용하여 3가지 명령어 모드를 갖는 새로운 명령어 셋(X32V ISA)을 제안하였으며, 이를 기반으로 32-bit 5 stage pipeline RISC 마이크로프로세서를 설계하였다. 이를 검증하기 위해서 X32V ISA 전용 시뮬레이터를 이용하여 멀티미디어 프로그램의 프로그램 코드 사이즈를 산출하였다. 그 결과로 Light mode와 Ultra light mode는 Default mode에 비해 각각 최소 8%, 27%의 프로그램 코드 사이즈 감소를 확인하였으며, Xilinx FPGA를 이용하여 33MHz 동작 환경에서 X32V ISA의 모든 명령어 수행을 검증하였다.
In this paper we designed CAMC-SP, the microprocessor embedded 2-axis motor control chip which controls a precise pulse motor by generating the pulse needed to control step motor, DC servo and AC servo motor. This design enables to decrease costs and to minimize a size. First we designed risc type 8-bit microprocessor compatible with PIC16C84, second we designed pulse motor controller. CAMC-SP is integrated of those two block. We designed CAMC-SP by VHDL and we testified to the Performance of it by performing functional simulation.
In this paper, we propose a hypervisor for embedded systems based on ARM microprocessor. The proposed hypervisor makes it possible to run several real-time kernels concurrently on a single embedded system by virtualizing its microprocessor. With assistance of MMU, it supports virtual memory which enables each guest operating system has its own address space. Exploiting the fact that most embedded systems use memory-mapped I/O device, it provides a mechanism to distribute an external interrupt to virtual machines properly. It also achieves load balancing through live migration which moves a running virtual machine to other embedded system. Unlike other para-virtualization techniques, minor modifications are needed to run it on the hypervisor. Extensive performance measurement studies are conducted to show that the proposed hypervisor has enough potentiality of its real-world application.
임베디드 소프트웨어의 디버깅은 일반 소프트웨어의 디버깅과는 많이 다르다. 예를 들어 임베디드 소프트웨어 디버깅에는 일반 소프트웨어의 디버깅에는 필요하지 않는 전력 소비량에 대한 정보, 실행된 명령어 분포에 대한 정보, 사용된 레지스터 분포에 대한 정보, 프로그램 수행 시 소요된 클럭 수에 대한 정보 등이 추가적으로 더 필요하다. 본 논문은 임베디드 소프트웨어가 수행되는 마이크로프로세서의 명령어 집합 시뮬레이터를 이용하여 임베디드 소프트웨어를 효과적으로 디버깅하는 새로운 방법을 제안한다. 본 연구에서는 국산 임베디드 마이크로프로세서인 SE1608의 명령어 집합 시뮬레이터를 기반으로 디버거를 개발하고 이를 사용하여 임베디드 소프트웨어 벤치마크 프로그램으로 많이 이용되는 MiBench 프로그램을 사용하여 임베디드 소프트웨어를 효과적으로 디버깅하는 보기를 제시한다. 본 연구에서 제시한 디버깅 방법은 기존의 디버깅 방법에 비하여 비교적 구현하기도 쉬우면서 많은 장점이 있는 것으로 판단된다.
We introduce the concept of a remote distributed embedded system to integrated fieldbus based control systems in internet/Intranet. As a result fieldbus systems are opened up for remote monitoring, remote maintenance, and remote control applications using state of the art Web-technology. This paper addresses the design of a remote distributed embedded system using Internet and CAN for multi-Induction motor of Building and Industrial field. The fieldbus used the CAN based networked intelligent multi-motor control system using DSP2812 microprocessor. To build such a system, the TCP/IP-CAN Gateway which convert a CAN protocol to TCP/IP protocol and vice verse, was designed. A experimental simulation system consists of a TCP/IP-CAN Gateway in remote place and a command PC ti be connected ti Ethernet.
본 논문에서는 RISC Microprocessor Core 설계에 대한 기반 기술을 확립하여, GPS(Global Positioning System) 같은 Embedded 시스템 등에서 주로 사용되어 지고 있는 ARM사의 ARM7 CPU와 이진 호환이 가능한 Microprocessor를 설계하고자 하였다. 이를 위하여 RISC Microprocessor의 기본적인 구조를 바탕으로 하여 ARM7 CPU와의 호환을 위하여 ARM7 CPU의 명령어들이 주어진 Clock안에 수행될 수 있도록 설계를 하였고, 여러 모듈을 원활히 공유할 수 있도록 내부에 공유 버스를 설계하였다. 설계를 위해서 Verilog-HDL(Hardware Description Language)을 사용하였으며, Microprocessor를 기술하는데 있어서 Behavioral 구조와 RTL(Register Transfer Level) 구조를 혼합하여 사용하였다. 설계된 Microprocessor의 동작은 면적과 타이밍의 최적화를 거친 후 Cwaves 툴을 사용하여 실질적인 ARM7의 명령어들을 수행하면서 검증하였다.
Microprocessor의 성능은 향상되는 반면 관련 hardware의 가격은 계속 하락하고 있다. 따라서 자동화 기기와 같은 특수기기내에서 microprocessor관련 hareware의 비용이 전체기기의 가격에서 차지하는 비중이 점차로 줄어들고 있고 이와 같은 기기류에 32bit microporcessor와 같은 고성능의 hardware를 장착하는 경우가 늘고 있다. 그러나 이에 걸맞는 software의 제작은 결코 쉬운 일이 아니다. 이와같은 고성능의 기기에 필요한 적절한 software의 제작 및 유지보수를 위해서는 반드시 적절한 개발환경이 필수적이라고 할 수 있다.
임베디드 마이크로프로세서가 소프트웨어를 수행하면서 소비하는 전력을 예측하기 위해서는 마이크로프로세서의 각 명령어가 수행하면서 소비하는 전류를 측정하여 활용한다. 본 논문에서는 임베디드 마이크로프로세서 adc16s310의 산술 및 논리 명령어에 대한 소비 전류를 측정 및 분석하고, 이를 바탕으로 적은 수의 측정 소비 전류 값을 사용하여 비교적 정확하게 모든 명령어 수행의 소비 전류 값을 예측할 수 있는 전력 예측 모델을 제안한다. 본 예측 모델은 마이크로프로세서 adc16s310의 산술 및 논리 명령어에 대하여 총 측정 공간 중 약5.84%의 공간에 대한 측정 전류 값만을 사용하여 평균 오차 0.34%에서 소비 전류 값을 예측할 수 있다.
In this paper, we designed a Circular Path Built-In Self Test circuit and embedded it into a simple 8-bit microprocessor. Register cells of the microprocessor have been modified into Circular Path register cells and each register cells have been connected to form a scan chain. A BIST controller has been designed for controlling BIST operations and its operation has been verified through simulation. The BIST circuit described in this paper has increased size overhead of the microprocessor by 29.8% and delay time in the longest delay path from clock input to output by 2.9㎱.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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