【正文】 并且寫入和擦除的速度也很快，是高數(shù)據(jù)存儲密度的最佳選擇。這兩種結(jié)構(gòu)性能上的異同步如下：1. NOR的讀速度比NAND稍快一些；2. NAND的寫入速度比NOR快很多；3. NAND的擦除速度遠(yuǎn)比NOR快；4. NAND的擦除單元更小，相應(yīng)的擦除電路也更加簡單；5. NAND閃存中每個塊的最大擦寫次數(shù)是百萬次，而NOR的擦寫次數(shù)是十萬次。此外，NAND的實際應(yīng)用方式要比NOR復(fù)雜得多。NOR可以直接使用，并在上面直接運行代碼。而NAND需要I/O接口，因此使用時需要驅(qū)動程序。不過當(dāng)今流行的操作系統(tǒng)對NAND Flash都有支持。由于以上Flash的特性決定了，在嵌入式設(shè)備中，我們一般會把只讀屬性的映象文件，如啟動引導(dǎo)程序、內(nèi)核、文件系統(tǒng)文件存放在NOR Flash中，而把一些讀寫類的文件，如用戶應(yīng)用程序等存放在NAND Flash中。出于成本的考慮，選用低容量昂貴的NOR Flash存儲啟動引導(dǎo)程序和內(nèi)核，而把文件系統(tǒng)存放在NAND Flash中。在核心板上，用兩片HY57V561620構(gòu)成64M的SDRAM，用作系統(tǒng)內(nèi)存，同時在nCS0連接了一片16M NOR FLASH，用于存放引導(dǎo)程序和操作系統(tǒng)內(nèi)核。在nCS1連接了一片64M NAND FLASH，用于存放文件系統(tǒng)和應(yīng)用程序，做海量存儲使用。 觸摸屏接口觸摸屏按其工作原理的不同分為表面聲波屏、電容屏、電阻屏和紅外屏幾種[38]。電阻觸摸屏是一種對外界完全隔離的下作環(huán)境，不怕灰塵和水汽，它可以用任何物體來觸摸，可以用來寫字畫畫，比較適合下業(yè)控制領(lǐng)域使用，并且具備輕、薄、功耗低的特性，本系統(tǒng)用的是電阻屏。UCB1400是一款特殊的芯片，其主要功能是用作立體式音頻解碼器，另外它還有觸摸屏接口和電源管理接口。在系統(tǒng)的板上主要用作Xscale AC處理單元的接口電路和觸摸屏的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路。觸摸屏接口可直接連接四線制觸摸屏。其內(nèi)建10位A/D轉(zhuǎn)換，提供讀取觸摸屏和電源管理參數(shù)的能力。10個通用I/O引腳可向系統(tǒng)提供可編程輸入輸出。在應(yīng)用的過程中，存在著飛點。所謂的飛點[40]，是指由于觸摸屏的電氣噪聲和機械誤差影響A/D轉(zhuǎn)換的輸入電壓使轉(zhuǎn)換后的坐標(biāo)值偏離了實際筆觸點的位置。在觸摸屏中，由于AD轉(zhuǎn)換器的前端電路具有高輸入阻抗，因此特別容易受到電氣噪聲的影響。在硬件電路中，需要對帶有觸摸屏控制器的電路小心布局。通常在AD轉(zhuǎn)換器輸入端增加低通濾波器來減小各種噪聲。此外還需要在程序中使用一定的方法去除飛點。在本系統(tǒng)中，去除飛點的操作過程是：對同一個筆觸點進行3次數(shù)據(jù)讀取，如果其中最大值和最小值之間的差異大于50時，則認(rèn)為此點為飛點，應(yīng)舍棄。如果差異不大，則取中間值作為該點的坐標(biāo)值。 IDE電路IDE即Integrated Drive Electronics，它的本意是指把控制器與盤體集成在一起的硬盤驅(qū)動器，我們常說的IDE接口，也叫ATA(Advanced Technology Attachment)接口。 USB概述HID全稱為“Human Interface Devices”人機交互設(shè)備。通過人機交互設(shè)備來方便使用者控制操作系統(tǒng)。典型的HID設(shè)備包括：鍵盤、位置標(biāo)定設(shè)備（鼠標(biāo)、跟蹤球、游戲操縱桿等）和面板控制設(shè)備（旋鈕、開關(guān)、按鈕和滑塊等等）。這些控制可以應(yīng)用于：電話、VCR遠(yuǎn)程控制、游戲等領(lǐng)域中。例如：數(shù)據(jù)手套、調(diào)節(jié)閥、舵輪等。USB全稱是“Universal Serial Bus”，意為“通用串行總線”，由Compaq、DEC、IBM、Intel、NEC、微軟以及Northern Tele等公司于1994年11月共同提出的，主要目的就是為了解決接口標(biāo)準(zhǔn)太多的弊端。USB使用一個4 針插頭作為標(biāo)準(zhǔn)插頭，采用菊花瓣形式把所有外設(shè)連接起來，最多可連接127個外設(shè)。它采用串行方式傳輸數(shù)據(jù)，支持多數(shù)據(jù)流和多個設(shè)備并行操作，允許外設(shè)熱插拔。USB有兩個規(guī)范。它的傳輸速率達到了480Mbps，折算為MB為60MB/s，足以滿足大多數(shù)外設(shè)的速率要求?！霸鰪娭鳈C控制器接口”(EHCI)。 ARM與DSP接口設(shè)計主機并行接口(HPI)是一個并行端口，主處理器通過它可以直接訪問CPU存儲空間。主機器件對接口具有主動控制權(quán)，這樣就增加了訪問的容易度。主機和CPU可以通過內(nèi)部或外部存儲器交換信息，還可以直接訪問存儲器映射的外設(shè)。HPI與CPU存儲空間的互連是通過DMA或增強的DMA(EDMA)控制器實現(xiàn)的。主機和CPU都可以對HPI控制(HPIC)寄存器進行訪問。通過使用外部數(shù)據(jù)和接口控制信號，主機可以訪問HPI地址(HPIA)寄存器、HPI數(shù)據(jù)(HPID)寄存器和HPIC[41] [42]。 本章小結(jié)硬件是整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)，本章對硬件從整體結(jié)構(gòu)上進行了說明，其中主要包括動態(tài)稱重模塊和控制模塊的建立。在動態(tài)稱重模塊中，對傳感器的選擇、AD的應(yīng)用、數(shù)據(jù)處理模塊進行了詳細(xì)的設(shè)計，并設(shè)計了數(shù)據(jù)傳輸接口、數(shù)據(jù)據(jù)存儲接口等，作為高速傳輸數(shù)據(jù)和存儲大量數(shù)據(jù)使用。在控制模塊中，對其核心板上的資源進行了設(shè)計，擴展了人機接口、存儲接口等，以便嵌入Windows CE操作系統(tǒng)，這為下一步軟件設(shè)計奠定了良好的基礎(chǔ)。第4章 軟件設(shè)計與試驗結(jié)果分析通過前幾章的敘述，建立了整個系統(tǒng)的工作平臺，設(shè)計了系統(tǒng)的硬件，但是僅有這些是不夠的，還要編寫相應(yīng)的軟件來驅(qū)動硬件，使之工作。對于整個系統(tǒng)進行相應(yīng)的試驗，并分析試驗結(jié)果，對本系統(tǒng)的性能進行評估。在本系統(tǒng)中，軟件主要有以下幾個部分：1. 整個平臺的工作流程；2. 控制模塊上的信息管理系統(tǒng)。在控制模塊上，在PXA270中嵌入Windows CE操作系統(tǒng)，用Platform Builder(PB)對Windows CE內(nèi)核進行裁剪和定制，用Embedded Visual C++(EVC)編寫相應(yīng)的信息管理系統(tǒng)；3. 動態(tài)稱重的算法實現(xiàn)軟件和AD轉(zhuǎn)換器工作流程。 系統(tǒng)工作流程采用的Intel XScale架構(gòu)的PXA270可以嵌入Linux、Wince等操作系統(tǒng)，在本設(shè)計中，使用的是Wince操作系統(tǒng)[43]。Windows CE是一個具有搶先式多任務(wù)功能，并且有強大通信能力的嵌入式操作系統(tǒng)。也是微軟公司專門為移動設(shè)備和消費類電子產(chǎn)品、嵌入式應(yīng)用等非PC領(lǐng)域而全新設(shè)計的操作系統(tǒng)產(chǎn)品，因此根據(jù)其應(yīng)用環(huán)境的特點，Windows CE被設(shè)計成具有高度模塊化、良好實時性、強大通信能力、支持多種CPU的嵌入式操作系統(tǒng)。Platform Builder是為基于微軟Windows CE操作系統(tǒng)定制嵌入式平臺而提供的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)。它提供了所有進行設(shè)計、創(chuàng)建、編譯、測試和調(diào)試Windows CE平臺的工具[44]。它運行在Windows下，程序設(shè)計人員可以通過它來設(shè)計和定制內(nèi)核、選擇系統(tǒng)的特性，然后進行編譯和調(diào)試。還可以利用它來進行驅(qū)動程序的開發(fā)和應(yīng)用程序的開發(fā)等。也就是說，可以能過Platform Builder對Windows CE的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行裁剪，對于一些不必要的組件（如自動取款機中的媒體播放功能等）可以不必添加到定制的內(nèi)核里，而對于一些必須的組件則可以通過 這個工具靈活的進行添加。在本系統(tǒng)中，整個工作流程如圖41所示。整個流程的實現(xiàn)是在前面設(shè)計的系統(tǒng)平臺和硬件的基礎(chǔ)上，通過在WindowsCE上編程來實現(xiàn)的。操作系統(tǒng)內(nèi)核裁剪與定制是用Platform Builder來實現(xiàn)的，用其編寫硬件的驅(qū)動程序，然后整合成模塊，定制進Windows CE中，使硬件工作。Windows CE操作系統(tǒng)是基于Win32 API的，因此Windows CE下的應(yīng)用程序開發(fā)與在Windows XP下進行程序設(shè)計是類似的。Embedded Visual C++(EVC)提供了開發(fā)Windows CE應(yīng)用程序的集成開發(fā)環(huán)境與工具，可以很好的幫助我們創(chuàng)建、編譯與調(diào)試編寫的應(yīng)用程序。在本系統(tǒng)中，信息管理系統(tǒng)的軟件就是用EVC來編寫的。 稱重模塊軟件稱重模塊軟件主要包括稱重算法的實現(xiàn)和AD轉(zhuǎn)換器的軟件。，實現(xiàn)流程如下：系統(tǒng)根據(jù)實測的數(shù)據(jù)序列，用最小二乘法估計離散化式(214)中的參數(shù)，據(jù)此遞推計算系統(tǒng)的輸入，為離散化的汽車重量序列，計算系統(tǒng)的輸入序列取均值得到汽車的重量值。 稱重算法試驗結(jié)果 動載質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)一般是指砝碼，用其對各種非自動衡器進行檢測，這是大家比較熟悉的。它是借助于放置在秤臺上的砝碼的已知質(zhì)量，與秤的示值比較，從而找到誤差，達到質(zhì)量傳遞、準(zhǔn)確一致的目的。然而采用這種方法對動態(tài)稱重性能進行檢測卻是無能為力、難以勝任的。因為標(biāo)準(zhǔn)砝碼只能在靜止?fàn)顟B(tài)下對衡器進行檢測，無法模擬反映出運動狀態(tài)下的被稱物體與衡器接觸通過時因振動、沖擊帶來的影響。為不脫離實際，體現(xiàn)出汽車動態(tài)稱重系統(tǒng)的本質(zhì)技術(shù)性能指標(biāo)，不違背檢測的真正價值，動態(tài)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的建立正被提到議事日程。目前通用的幾種典型的動態(tài)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如下：1. 以適當(dāng)?shù)钠囓圀w結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，經(jīng)重新設(shè)計或改造，再配備一定數(shù)量的祛碼、起吊機構(gòu)、車速表、油耗表等，將其直接開到現(xiàn)場，就能完成檢測任務(wù)。這種動態(tài)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)由于是專門制作，所以具有精度高、工作效率高、可靠性好、使用方便等優(yōu)點。其不足之處是，建立是需要投入較多的資金。2. 充分利用現(xiàn)有的檢衡車，改善運動性能，裝配有關(guān)檢測儀表，考核空車重量變化的影響因素，以及采取相應(yīng)措施，保證作為動態(tài)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)使用時達到應(yīng)有的準(zhǔn)確度。3. 臨時動態(tài)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)形式。這是一種在當(dāng)?shù)卣也坏蕉F(xiàn)場又急需檢測時采用的一種形式，它首先應(yīng)具備如下基本條件：第一，有砝碼，其質(zhì)量允差要符合要求，合計質(zhì)量值不少于被檢衡器的二分之一最大稱量值；第二，有臺合格的衡器，其靜態(tài)稱量范圍、各稱量點的重復(fù)性、準(zhǔn)確度等技術(shù)指標(biāo)不能超差；第三，有輛適宜的汽車，其空車重量、載貨重量、車體尺寸等有代表性。本文試驗動載質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)采用標(biāo)準(zhǔn)砝碼、電動小汽車。，通過不同的砝碼組合來改變動載的質(zhì)量。小車行駛速度按勻速計算，其具體數(shù)值根據(jù)承載板寬度和稱重時間來確定。對試驗結(jié)果分析的目的是確定穩(wěn)重系統(tǒng)稱重示值與動載質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)之間之差，評估稱重系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和技術(shù)需求參數(shù)之間的一致性（本文參照ASTME131894標(biāo)準(zhǔn)）。試驗結(jié)果按相對誤差和給定精度下的可靠度進行分析。計算公式如下： (41)式中 ——相對誤差；——稱重系統(tǒng)產(chǎn)生的整車質(zhì)量；——標(biāo)準(zhǔn)動載質(zhì)量。式(42)確定符合某一給定精度時的可靠度： (42)式中 ——給定精度下的可靠度；N——所有被觀測數(shù)據(jù)的總數(shù)目；n——沒有超出給定精度的數(shù)據(jù)項數(shù)目。 稱重系統(tǒng)的靜態(tài)標(biāo)定靜態(tài)標(biāo)定的目的是確定稱重系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)字和質(zhì)量的關(guān)系。其方法是將不同質(zhì)量的砝碼放置在承載板靠近后緣的位置，每一質(zhì)量的砝碼進行6次測量，記錄試驗結(jié)果，然后計算每一個砝碼檢測數(shù)據(jù)的均值，其結(jié)果如表41。表41 靜態(tài)標(biāo)定試驗數(shù)據(jù)Table41 Static demacate test data砝碼重(g)稱重系統(tǒng)輸出重量均值123456392290145計算滿足均值和砝碼質(zhì)量為等式的超定方程組的最小二乘意義上的解，該解即為稱重系統(tǒng)標(biāo)定的系數(shù)。即解如下方程組： (43)得到。本章主要對系統(tǒng)的工作流程、超載的信息管理系統(tǒng)、稱重算法的實現(xiàn)和AD的工作流程的軟件進行了討論與設(shè)計，結(jié)合硬件，通過軟件實現(xiàn)了系統(tǒng)的運行。并對系統(tǒng)進行試驗，對所得結(jié)果進行了分析，驗證了本文所設(shè)計的系統(tǒng)的可行性、先進性和性能高等特點。結(jié)論近二十年來，為了實現(xiàn)公路超載運輸?shù)目茖W(xué)管理，國際上多數(shù)國家，都很重視研究、試制、安裝檢測公路行駛車輛的動態(tài)情況的設(shè)備。許多國家，己經(jīng)在本國的公路網(wǎng)內(nèi)、在行駛公路超載運輸車輛較多的路段，安裝了運輸車輛動態(tài)稱量設(shè)備。有的國家，還在集中力量研究、試制、改進和生產(chǎn)、安裝檢測、記錄通行公路車輛軸數(shù)、軸距、軸載質(zhì)量、總質(zhì)量、車輛類別等項目的車輛檢測系統(tǒng)，為公路超載運輸車輛的監(jiān)督檢測和管理，提供科學(xué)依據(jù)。在國內(nèi)，雖然有關(guān)部門進行了多種動態(tài)稱重系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)，但是其性能并沒有得到多大的改善，究其原因是系統(tǒng)設(shè)計時仍沿用傳統(tǒng)靜態(tài)秤的設(shè)計方法進行設(shè)計、采用簡單的數(shù)字濾波處理；沒能對稱重的計量方法和信號處理方法進行深入的研究，嚴(yán)格的講該產(chǎn)品只能算是準(zhǔn)動態(tài)稱重系統(tǒng)。測量正常行駛的車輛的重量時，由于稱重信號中包含低頻隨機干擾，且采樣得到的信號太短，無法采集到穩(wěn)定后的稱重信號。因此必須尋找新的稱重計量方法和數(shù)據(jù)處理方法。本文圍繞著解決這些問題，從車輛受力的分析入手，建立了汽車的力學(xué)二階系統(tǒng)模型，并通過數(shù)字仿真和模型試驗確定其實用性。在些基礎(chǔ)上，構(gòu)建了DSP和ARM相結(jié)合的檢測系統(tǒng)。系統(tǒng)中，一部分使用光纖傳感器接收壓力信號，避免了受外界環(huán)境、電磁干擾等的影響，使信號得以保真。使用高精度的AD轉(zhuǎn)換器AD7714，配合DSP TMS320DM642實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速采集與處理，滿足了汽車動態(tài)稱重的實時性的要求，使稱重精度得以保證和提高。另一部分使用ARM(PXA270)設(shè)計的控制管理模塊接收DSP傳過來的稱重數(shù)據(jù)，在其上完成了相應(yīng)的管理系統(tǒng)的構(gòu)建、控制、顯示和輸入控制命令等任務(wù)。采用了實時的嵌入式操作系統(tǒng)Windows CE，使系統(tǒng)可以在多線程下工作，并能及時響應(yīng)系統(tǒng)的各種請求。在本文中完成了對稱重算法、信息管理系統(tǒng)和工作流程等軟件的設(shè)計與編寫，使整個系統(tǒng)得以更好的運行。最后對整個系統(tǒng)進行了試驗并對試驗結(jié)果進行了誤差分析，系統(tǒng)的稱重精度可以達到177。4%，與ASTM E131894標(biāo)準(zhǔn)給出的III類動態(tài)稱重系統(tǒng)的精度177。6%（相應(yīng)的置信度95%）相比，系統(tǒng)的性能得到提高。本文進一步的工作是在實際中進行測試并應(yīng)用。致謝本論文的選題、課題的研