01.开题报告-基于ARM的嵌入式图像仿真系统的设计与实现

毕业设计（论文）开题报告题 目：基于 ARM 的嵌入式图像仿真系统的设计与实现 学 院：专业名称：班级学号：学生姓名：指导教师：填 表 日 期 2013 年 12 月 4 日南昌航空大学东软班 开题报告1一、 选题依据、目的和意义嵌入式 【1】 Linux 是以 Linux 为基础的嵌入式操作系统，主要的应用领域有信息家电、PDA 、机顶盒、Digital Telephone、Answering Machine、 Screen Phone 、数据网络、Ethernet Switches、Router、Bridge、Hub、Remote access servers、ATM、Frame relay 、远程通信、医疗电子、交通运输计算机外设、工业控制、航空航天领域等。嵌入式 Linux 系统 【2】 具有可移植性好、网络功能强、优秀的 GNU 编译工具、免费的开放源代码等众多优点。图像仿真（Simulation），即使用项目模型将特定于某一具体层次的不确定性转化为它们对目标的影响，该影响是在图像仿真项目整体的层次上表示的。图像仿真技术得以发展的主要原因，是它所带来的巨大社会经济效益。50 年代和 60 年代图像仿真主要应用于航空、航天、电力、化工以及其他工业过程控制等工程技术领域。在航空工业方面，采用图像仿真技术使大型客机的设计和研制周期缩短 20%。利用图像仿真器模拟飞行，在地面训练飞行员，不仅节省大量燃料和经费（其经费仅为空中飞行训练的十分之一），而且不受气象条件和场地的限制。此外，在图像仿真器上可以设置一些在空中训练时无法设置的故障，培养飞行员应付故障的能力。在航天工业方面，采用图像仿真实验代替实弹试验可使实弹试验的次数减少 80%。在电力工业方面采用图像仿真系统对核电站进行调试、维护和排除故障，一年即可收回建造图像仿真系统的成本。现代图像仿真技术不仅应用于传统的工程领域，而且日益广泛地应用于社会、经济、生物等领域，如交通控制、城市规划、资源利用、环境污染防治、生产管理、市场预测、世界经济的分析和预测、人口控制等。对于社会经济等系统，很难在真实的系统上进行实验。因此，利用图像仿真技术来研究这些系统就具有更为重要的意义。本设计为实现基于嵌入式 ARM 的图像仿真系统 【6】 ，对图像进行仿真操作，还包括图像的翻转、幻灯片式浏览及缩放功能。二、国内外研究现状及发展趋势2.1 国外现状及发展趋势根据国际标准化组织(ISO)标准中的 数据处理词汇 部分的名词解释， “模拟”（Simulation）与“仿真” （Emulation）两词含义分别为：“模拟”即选取一个物理的或抽象的系统的某些行为特征，用另一系统来表示它们的过程。 “仿真”即用另一数据处理系统,主要是用硬件来全部或部分地模仿处理系统，以至于模仿的系统能像被模仿的系统一样接受同样的南昌航空大学东软班 开题报告2数据，执行同样的程序，获得同样的结果。目前“模拟”和“仿真”两者所包含的内容都归于“仿真”的范畴，用“Simulation”来代表。 图像仿真技术早期称为蒙特卡罗方法，是一门利用随机数实验求解随机问题的方法。其原理可追溯到 1773 年法国自然学家 Buffon 为估计圆周率值所进行的物理实验。根据仿真过程中所采用计算机类型的不同，图像仿真大致经历了模拟机仿真、模拟数字混合机仿真和数字机仿真三个大的阶段。20 世纪 50 年代图像仿真主要采用模拟机；60 年代后串行处理数字机逐渐应用到图像仿真之中，但难以满足航天、化工等大规模复杂系统对图像仿真时限的要求；到了70 年代模拟数字混合机曾一度应用于飞行、卫星和核反应堆等众多高技术研究领域；80 年代后由于并行处理技术的发展，数字机才最终成为图像仿真的主流。现在，图像仿真技术已经在机械制造、航空航天、交通运输、船舶工程、经济管理、工程建设、军事模拟以及医疗卫生等领域得到了广泛的应用。2.2 国内现状及发展趋势目前国内对图像仿真系统的研究主要着重于基于 PC 机的图像仿真，利用 PC 机上通用的接口和强大的处理能力，来实现图像的仿真，各种基于 PC 机的图像仿真相关软件层出不穷。可以肯定的是，基于 PC 机的图像仿真系统功能强大，软件丰富，具有成熟的技术产品，有很大的应用范围。然而，这样的仿真系统也有局限性，主要是携带性差，很多特殊场合下不方便，成本高，而且使用起来占用资源也很多，造成很大浪费。几年来，微电子技术的不断创新和发展，大规模集成电路的集成度和工艺水平也持续提高，同时高性能的 EDA（Electronic Design Automation）综合开发工具得到了长足发展；而软件技术的进步，特别是嵌入式实时操作系统 EOS（Embedded Operation System）的推出，更为开发复杂嵌入式系统应用软件提供了底层支持和高效率开发平台。因此，在应用需求的牵引和 IT 技术的推动下，嵌入式系统的开发在图像仿真领域的应用也日益增多。三、研究的主要内容及实验方案3.1、论文的主要研究内容基于 ARM Linux 下的图像仿真系统以嵌入式 S3C2440 CPU 为硬件核心，以嵌入式 Linux 为南昌航空大学东软班 开题报告3操作系统，主要是对 ARM 开发板进行系统移植设计，实现一个嵌入式图像仿真系统，对图像实现仿真及翻转、缩放、幻灯片式播放功能。3.2、实验方案1.建立交叉编译环境 arm-linux-gcc-4.4.3，搭建由 vboot、linux-2.6.32.2、yaffs2 构成的 linux 系统。2.实现 Qt/Embeded 图形界面移植编程，将图像在 ARM 板的 LCD 上进行显示。3.实现图像仿真技术及图像的缩放、翻转、幻灯片式播放。四、目标，主要特色及工作进度4.1 目标：完成 ARM Linux 下的图像仿真及图像缩放、转置、幻灯片式播放功能。4.2 主要特色：1.嵌入式系统体积小、高性能、低功耗，消除了 PC 机下的体积大不便携带等缺点。2.图像仿真技术，基于嵌入式的图像仿真技术的实现。4.3 工作进度：1. 第一阶段：论文开题阶段 2013.12.22013.12.6 主要完成开题报告，确定毕业设计研究题目和方向。2. 第二阶段：需求分析阶段 2013.12.72013.12.11 完成项目需求分析。3. 第三阶段：概要设计阶段 2013.12.122013.12.16 完成项目概要设计。4. 第四阶段：详细设计阶段 2013.12.172013.12.20 完成项目详细设计。5第五阶段：中期检查 2013.12.202013.12.30 完成中期检查报告。6. 第六阶段：代码实现及测试阶段 2014.1.12014.2.28 完成项目编码及测试阶段。7. 第七阶段：总结阶段 2014.3.12014.3.7 完成项目总结。8. 第八阶段：成果物验收 2014.3.8-2014.3.15 各指导老师进行成果物验收并进行打分，验收不足要指出给学生，以便进行修改。9. 第九阶段： 验收后修改及成果物再次提交 2014.3.16-2014.3.23 根据验收结果进行修改或补交成果物。南昌航空大学东软班 开题报告410. 第十阶段： 预答辩 2014.3.24-2014.3.28 抽查学生进行预答辩并进行点评。11. 第十一阶段： 答辩 2014.3.29-2014.4.5 进行答辩。南昌航空大学东软班 开题报告5五、主要参考文献1.美Jean JLabross嵌入式实时操作系统.邵贝贝等译北京：北京航空航天大学出版社，2003 年2.马忠梅，李善平，慷慨等.ARM&Linux 嵌入式系统教程【M】.第 1 版.北京：北京航空航天大学出版社，2004 年3.李驹光，聂雪媛，江泽明等.ARM 应用系统开发详解基于 S3C4510B 的系统设计. 北京：清华大学出版社，2003 年4.陈章龙，唐志强，涂时亮.嵌入式技术与系统-Intel XScale 结构与开发.北京航空航天 大学出版社，2004 年 02 月5.张义磊，丁涛，安吉宇三星 S3C2440 在嵌入式工业控制系统中的应用长春理工大学学报2004 年 6.魏洪兴，胡亮，曲学楼嵌入式系统设计与实例开发实验教材一基于 ARM9 处理器与Linux 操作系统清华大学出版社2005 年7.王子才,张冰,杨明. 仿真系统的校核、验证与验收(VV&A)-现状与未来J.系统仿真学 报.1999 年 05 期8.王维平,朱一凡,华雪倩,胡晓峰.多媒体仿真研究与发展J.系统仿真学报.1997 年 02 期9.徐庚保.系统仿真的过去、现在和未来J.计算机仿真.1998 年 03 期10.熊光楞,王克明.二十一世纪仿真技术的发展及其对制造业的影响A.全球化制造高级论坛暨 21 世纪仿真技术研讨会论文集C.200