路亚钓底都有哪些钓组:基于VxWorks平台的快速交流信号采样及计算2

来源：百度文库编辑：九乡新闻网时间：2024/07/14 03:19:06

基于VxWorks平台的快速交流信号采样及计算

时间：2011-04-27 19:59:08 来源：作者：
2.3.2 实时性优化
   (1)快速查表
   为了避免在傅氏运算中计算sin(2πk/N)、cos(2πk/N)(k=0，1，2，…，N)等三角函数的值，在系统初始化时应将这些值事先计算出来并保存到一个表中，运算过程中以查找表的形式直接获取正余弦函数计算的值。
   (2)定点乘法
   AD7490输入模拟电压范围是0 V～5 V，对应的输出数字范围是0x00～0xFFF。由于SEP4020处理器不支持浮点运算，所以对小数的运算将非常耗时。为了避免进行小数运算，采用了小数定点运算方法，用整型替代实型运算。这里定点的定标设为15，整型数0x8000就对应实型数1.0。
   为了保持定点运算，避免sin(2πk/N)、cos(2πk/N)带来的小数运算，这里对sin(2πk/N)、cos(2πk/N)计算出来的值进行定点化处理，并将其乘以2的15次方取整后得到16 bit的有符号整数。这样傅氏算法的循环浮点乘操作就转变成整数乘法，既保留了傅氏算法的高精度特性，又极大地提高了傅氏算法的计算速度。
   (3)快速开方
   在利用傅氏计算得到的实部和虚部求幅值时，需要进行开平方运算。而在RISC内核的嵌入式处理器中，如果不对开平方运算做特殊处理，则CPU的运算时间较长，将影响整个系统的实时性，因此考虑采取快速算法来提高开平方运算的速度。
   本文的开平方运算对象是无符号的整型数，可以采用一种只利用移位、加法实现整数开平方算法的方法。由于RISC内核中有内置的桶型移位器，因此该算法可以用汇编程序实现[6]。
   整数快速开方算法函数的代码如下：
   unsigned long isqrt(unsigned long x)
   {
        unsigned long temp,Q=0,b=0x8000,bShft=15；
        __asm
        {
            mov       b,#0x8000
            mov       bShft,#15
            mov       Q,#0
            loop:
            add   temp,b,Q,lsl#1
            subs   temp,x,temp,lsl   bShft addge   Q,Q,b
            movgex,temp
            sub   bShft,bShft,#1
            movs b,b,lsr#1
            bne       loop
        }
        return Q；
   }
3 测试及结果分析
3.1 测试环境介绍
   硬件系统以32 bit RISC内核微处理器SEP4020和12 bit ADC AD7490为核心，包括交流采集子模块、电源子模块、显示与键盘子模块和出口继电器子模块等。其系统框图如图2所示。

3.2 优化结果
   给傅氏算法提供一个理论采样信号：

   精度测试结果如表1所示，计算速度测试结果如表2所示（N=20）。

可见，改进后的傅氏算法与原有的傅氏算法相比较，数据处理的总时间缩短到原来的44.5%，计算实部、虚部运算时间缩短到优化前的43.4%，幅值部分整型快速开方的计算时间缩短到优化前的87.8%。虽然与原来的傅氏算法相比在误差方面稍大，但可以满足精度要求。
本文提出了基于VxWorks RTOS的电力系统继电保护装置的软件系统，并对其中的交流信号采样及计算关键程序——DFT算法进行了优化设计。优化后的数据处理结果仍保持了较高精度，但时间大幅度缩短。本文研究结果将有助于提高电力系统装置的实时性，适用于更高采样率和计算密度下的应用。

参考文献
[1] 尹项根，曾克娥.电力系统继电保护原理与应用（上册）[M].武汉：华中科技大学出版社，2004.
[2] 所旭，张萍.微机继电保护软件可靠性探讨[J].继电器，2004，32(12)：123-125.
[3] VxWorks real-time kernel[EB/OL].Wind River Systems，Inc.1998.
[4] 黄磊，王登磊.FFT在数据采集中的应用[J].自动化技术与应用，2007，26(12)：53-55.
[5] 邱宽民，赵胜凯.DFT与FFT在实际应用时的性能比较[J].北方交通大学学报，2000，24(5)：61-63.
[6] ULERY J.Computing integer square roots[EB/OL].http：//www.azillionmonkeys.com/qed/ulerysqroot.pdf.

基于VxWorks平台的快速交流信号采样及计算基于VxWorks平台的快速交流信号采样及计算2 基于VxWorks平台的快速交流信号采样及计算1 基于云计算的BPO信息管理平台的实现基于云计算技术的金融信息服务平台交流采样原理--machunshui的笔记基于VxWorks的BSP概念与开发（转）_zkheartboy 基于VxWorks的BSP概念与开发（转）_zkheartboy 基于嵌入式操作系统VxWorks的多任务并发程序设计（2） ――任务控制 - 豆豆网搭建基于云计算的开源海量数据挖掘平台科学计算语言MATLAB和基于模型设计的Simulink平台助力于系统开发进程基于嵌入式操作系统VxWorks的多任务并发程序设计―任务控制基于Dropbox的个人知识管理平台乘法的快速计算乘法的快速计算乘法的快速计算乘法的快速计算基于计算动词理论的医疗专家系统基于ITIL的云计算实施方案快速计算技巧(2) 基于电子政务平台的政府绩效评价体系的建构模式基于多层结构的网络游戏平台的研究与应用基于社区信息化平台的社区电子商务模式研究~~ 基于互联网平台的大众协作创新研究