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基于Cortex-M4内核的多任务实时操作系统设计
1
作者 谢宏飞 《信息与电脑》 2022年第2期142-144,共3页
为在保证操作系统运行精度的前提条件下实现多项任务同时运行,引入Cortex-M4内核开展对多任务实时操作系统的设计研究。通过主/辅控制器选型、电源设计等硬件设计和基于Cortex-M4内核的任务堆栈检测与状态转换、多任务调度与操作中断控... 为在保证操作系统运行精度的前提条件下实现多项任务同时运行,引入Cortex-M4内核开展对多任务实时操作系统的设计研究。通过主/辅控制器选型、电源设计等硬件设计和基于Cortex-M4内核的任务堆栈检测与状态转换、多任务调度与操作中断控制等软件设计,提出一种全新的操作系统。通过对比实验的方式,证明了将新的操作系统应用到真实环境中可以有效提高系统操作精度,并实现多项操作任务的同时进行。 展开更多
关键词 cortex-m4内核 多任务调度 任务堆栈检测
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基于Cortex-M4内核的自寻迹小车系统设计 被引量：4
2
作者 阳光 祝忠明 +2 位作者 刘静 李峰 王超宇 《电子测量技术》 2017年第10期243-247,共5页
设计采用Cortex-M4内核的MK60FN1M0VLQ15 32位单片机作为核心控制单元(MCU),通过0V7725数字摄像头提取跑道实时图像,用欧姆龙公司的旋转编码器作为速度检测装置,同时使用无刷直流电机作为传动装置,用舵机控制转向以及7.2V锂电池构成整... 设计采用Cortex-M4内核的MK60FN1M0VLQ15 32位单片机作为核心控制单元(MCU),通过0V7725数字摄像头提取跑道实时图像,用欧姆龙公司的旋转编码器作为速度检测装置,同时使用无刷直流电机作为传动装置,用舵机控制转向以及7.2V锂电池构成整个运动控制系统。在软件设计上对二值化之后的图像中心线采用斜率拟合算法寻找最佳路径,运用PD控制算法处理舵机,PID控制算法调节直流电机的转速,从而完成整个系统的的闭环控制。 展开更多
关键词 智能车 cortex-m4 摄像头 PID
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基于Cortex-M4内核的μCOS-Ⅱ移植
3
作者 江达飞 《科技视界》 2016年第9期186-186,222,共2页
针对TI公司新推出的基于Cortex-M4内核的TM4C123G高性能低功耗芯片,详细介绍了嵌入式开源实时操作系统μCOS-Ⅱ在芯片上的移植方法。根据移植的需求,首先介绍了芯片的一些基本功能以及相关的软件开发环境,然后结合芯片的固有特性以及μC... 针对TI公司新推出的基于Cortex-M4内核的TM4C123G高性能低功耗芯片,详细介绍了嵌入式开源实时操作系统μCOS-Ⅱ在芯片上的移植方法。根据移植的需求,首先介绍了芯片的一些基本功能以及相关的软件开发环境,然后结合芯片的固有特性以及μCOS-Ⅱ移植的需求,使用C语言和汇编语言修改了相关的源文件,并详细阐述了修改的原因。 展开更多
关键词 cortex-m4 μCOS-Ⅱ TM4C123G 移植
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基于Cortex-M4内核的智能瓦斯检测仪的设计 被引量：1
4
作者 薛席 刘贯营 《中国新技术新产品》 2012年第18期9-9,共1页
介绍了一种基于ARM Cortex-M4内核微处理器及无线传输的瓦斯检测报警仪的硬件结构和软件设计方法,ARM Cortex-M4的高性能内核简化了硬件的设计,优化了软件编程。此设备实现了瓦斯含量实时检测和报警,具有精度高、速度快、便于携带和易... 介绍了一种基于ARM Cortex-M4内核微处理器及无线传输的瓦斯检测报警仪的硬件结构和软件设计方法,ARM Cortex-M4的高性能内核简化了硬件的设计,优化了软件编程。此设备实现了瓦斯含量实时检测和报警,具有精度高、速度快、便于携带和易扩展等优点,使得煤矿生产更加安全可靠。 展开更多
关键词 ARM cortex-m4 MQX操作系统 瓦斯监测 报警
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基于Cortex-M4内核的AES-128-CTR算法汇编优化 被引量：1
5
作者 杨东轩 张刚刚 刘新亮 《华东师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期67-78,共12页
随着物联网的快速发展,嵌入式硬件产品在保障数据安全方面面临极大挑战.AES(Advanced Encryption Standard)算法在数据加解密领域具有抗攻击性强、运算速度大以及分组长度灵活等优点.由于嵌入式微控制器不具有针对AES加密的扩展指令集,... 随着物联网的快速发展,嵌入式硬件产品在保障数据安全方面面临极大挑战.AES(Advanced Encryption Standard)算法在数据加解密领域具有抗攻击性强、运算速度大以及分组长度灵活等优点.由于嵌入式微控制器不具有针对AES加密的扩展指令集,因此该算法的运行速度在微控制器平台上的表现远不如通用CPU(Central Processing Unit).为了解决这个问题,在基于Cortex-M4内核指令集的微控制器平台上,使用汇编语言提高了AES算法在CTR(Counter)模式下的运行速度.结合该内核特有的桶形移位器和三级流水线等特点优化算法的轮变换,缩减算法运行时所需的指令周期数.在FRDM-K82F开发板上的测试表明,该优化算法的运行效率高于C语言实现代码的运行效率,同时比基于协处理器所实现的硬件AES加密在成本和功耗方面更具有优势. 展开更多
关键词 汇编优化 AES cortex-m4
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基于EMWIN和ARM Cortex-M4内核的数字示波器 被引量：4
6
作者 张维通 王润洁 +1 位作者 康迂勇 石剑民 《电子世界》 2018年第12期13-15,共3页
本文介绍了一种基于EMWIN和ARM Cortex-M4内核的嵌入式简易数字示波器的设计。利用K60芯片优异的性能和EMWIN强大地嵌入式界面设计功能,实现了数字示波器的ADC双通道并行采集、快速地数据处理和友好的界面显示。电路以K60芯片为核心,外... 本文介绍了一种基于EMWIN和ARM Cortex-M4内核的嵌入式简易数字示波器的设计。利用K60芯片优异的性能和EMWIN强大地嵌入式界面设计功能,实现了数字示波器的ADC双通道并行采集、快速地数据处理和友好的界面显示。电路以K60芯片为核心,外围电路较少,成本低廉,性能稳定可靠,支持系统升级,能满足一般实验室低频信号的示波显示需求。 展开更多
关键词 数字示波器 EMWIN ARM cortex-m4 K60
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ST STM32L4:整合Cortex-M4内核超低功耗高性能MCU 被引量：5
7
作者 曹小娜 《世界电子元器件》 2015年第4期42-43,共2页
在当今微控制器(MCU)市场,8位MCU凭借高性价比一直是中低端市场的首选。越来越多的用户开始选择高性能的32位MCU,而性能和功耗一直是设计人员选择的难题。日前,ST整合其超低功耗微控制器技术与在ARM Cortex-M4内核领域积累的多年丰富经... 在当今微控制器(MCU)市场,8位MCU凭借高性价比一直是中低端市场的首选。越来越多的用户开始选择高性能的32位MCU,而性能和功耗一直是设计人员选择的难题。日前,ST整合其超低功耗微控制器技术与在ARM Cortex-M4内核领域积累的多年丰富经验,推出适用于下一代节能型消费电子产品、工业、医学和计量产品的STM32L4系列微控制器。设计人员无需以牺牲功耗为代价,便可以得到更高的性能和更大的存储容量。 展开更多
关键词 cortex-m4 MCU ST STM32L4 存储容量 消费电子产品 中低端市场 人员选择 数字麦克风 意法半导体 随机存取存储器
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基于Cortex-M4内核的蓄电池储能控制器研究
8
作者 刘冬辉 唐吉 马成虎 《电子世界》 2018年第11期193-193,195,共2页
蓄电池储能装置充放电模式对于提高蓄电池储能效率及减少蓄电池充放电次数有重要意义。Cortex-M4高性能蓄电池储能控制器采集蓄电池充电电流值和放电电压值作为反馈量,通过闭环反馈系统控制蓄电池充放电电压及时间,进而调节充电功率、... 蓄电池储能装置充放电模式对于提高蓄电池储能效率及减少蓄电池充放电次数有重要意义。Cortex-M4高性能蓄电池储能控制器采集蓄电池充电电流值和放电电压值作为反馈量,通过闭环反馈系统控制蓄电池充放电电压及时间,进而调节充电功率、放电电压动态稳定,减小蓄电池充电功率损耗,缩短充电时间,防止蓄电池过充电、过放电和高温充电,有效提高蓄电池储能装置储能效率。此外,蓄电池储能控制器利用传感器检测蓄电池电解液工作温度和浓度并设定蓄电池正常工作温度值和浓度值,保护蓄电池内电解液和电极板不受损坏。 展开更多
关键词 蓄电池 cortex-m4 储能效率
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基于Cortex-M4的CNTR/CTRU密钥封装高效实现
9
作者 魏汉玉 郑婕妤 赵运磊 《计算机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期589-607,共19页
量子计算技术的迅猛发展对现有的公钥密码体制造成了极大的威胁,为了抵抗量子计算的攻击,后量子密码成为当前密码学界的研究热点.目前,物联网的安全问题备受关注,ARM Cortex-M4作为低功耗嵌入式处理器,被广泛应用于物联网设备中,在其上... 量子计算技术的迅猛发展对现有的公钥密码体制造成了极大的威胁,为了抵抗量子计算的攻击,后量子密码成为当前密码学界的研究热点.目前,物联网的安全问题备受关注,ARM Cortex-M4作为低功耗嵌入式处理器,被广泛应用于物联网设备中,在其上部署后量子密码算法将为物联网设备的安全提供更加可靠的保障.CNTR和CTRU是我国学者提出的NTRU格基密钥封装方案,相比于基于LWE技术路线的格基密钥封装方案在安全性和其他性能上具有综合优势,并在我国密标委得到立项.本文工作首次在ARM Cortex-M4平台上高效紧凑地实现了CNTR和CTRU方案,充分利用单指令多数据(Single Instruction Multiple Data,SIMD)指令,调整运算结构和指令安排,优化核心的多项式运算,从而在算法实现速度和堆栈空间上进行全面优化升级.本文主要工作如下:本文首次在ARM Cortex-M4上实现耗时模块多项式中心二项分布采样,采样速度提升32.49%;使用混合基数论变换(Number Theoretic Transform,NTT)加速非NTT友好多项式乘法运算,充分利用浮点单元(Floating-Point Unit,FPU)寄存器,在NTT实现中采用层融合技术,最大化减少加载和存储等耗时指令使用,使得正向NTT和逆向NTT的速度分别提升84.24%、81.15%;通过NTT过程系数范围分析进行延迟约减,进而减少约减次数,并使用改进的Barrett约减和Montgomery约减技术实现降低约减汇编指令条数;使用循环展开技术实现多项式求逆,优化多项式求逆这一耗时过程,速度优化率为68.85%;针对解密过程中的非NTT友好素数模数多项式环乘法,采用多模数NTT和中国剩余定理(Chinese Remainder Theorem,CRT)结合的方法进行加速,完成解密过程96.26%的速度提升;使用空间复用的方法优化堆栈空间,CNTR和CTRU的堆栈空间分别减少了29.86%、28.17%.实验结果表明:提出的优化技术大幅提升了算法实现效率,与C参考实现相比,CNTR和CTRU的整体速度优化率分别为85.54%、85.56%.与其他格基密钥封装方案最新ARM Cortex-M4实现相比,本文的优化实现在速度、空间和安全性上具有综合性的优势. 展开更多
关键词 后量子密码 密钥封装方案 数论变换 多项式运算 ARM cortex-m4实现
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基于Cortex-M4F内核的无人机载解算硬件加速技术 被引量：1
10
作者 吕辰 张晓明 +1 位作者 檀杰 晁正正 《中国测试》 CAS 北大核心 2018年第4期106-111,共6页
无人机进行飞行姿态测量解算的过程中,高采样率、较大解算量造成CPU负载过重,会影响姿态解算的实时性和准确性。针对此问题,提出一种基于Cortex-M4F内核的机载算法硬件加速技术。在分析无人机姿态解算算法特点的基础上,通过Cortex-M4F... 无人机进行飞行姿态测量解算的过程中,高采样率、较大解算量造成CPU负载过重,会影响姿态解算的实时性和准确性。针对此问题,提出一种基于Cortex-M4F内核的机载算法硬件加速技术。在分析无人机姿态解算算法特点的基础上,通过Cortex-M4F内核集成的DSP与浮点运算单元,对算法中三角函数、矩阵运算以及浮点数解算进行加速优化,并利用内核中CCM存储器代替SRAM,保证CPU数据存取时总线数据传输带宽的相对独立,实现无人机算法的高更新率与实时解算。实验结果表明,在实际机载飞行过程中进行算法的硬件加速,单周期解算时长减少至原时长的63.4%,数据更新率提高至500 Hz以上,在保证无人机姿态解算精度的同时,能够满足高动态数据采样的实时性要求。 展开更多
关键词 无人机 姿态解算 cortex-m4F DSP 浮点运算
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STM32 F4系列抢占Cortex-M4内核先机 被引量：14
11
作者 张慧娟 《电子设计技术 EDN CHINA》 2011年第11期16-16,18,共2页
Cortex-M4是ARM最新的嵌入式处理器，用以满足有效且易于使用的控制和信号处理功能混合的数字信号控制市场。日前，ST（意法半导体宣布其基于Cortex-M4内核的微控制器（MCU）-STM32F4系列产品正式上市。作为STM32平台的新产品，STM32F4... Cortex-M4是ARM最新的嵌入式处理器，用以满足有效且易于使用的控制和信号处理功能混合的数字信号控制市场。日前，ST（意法半导体宣布其基于Cortex-M4内核的微控制器（MCU）-STM32F4系列产品正式上市。作为STM32平台的新产品，STM32F4系列提高了运行速度，并增加了信号处理功能。 展开更多
关键词 STM32 F4 cortex-m4 MCU
原文传递
基于CORTEX-M4单片机的医疗器械控制系统设计与研究
12
作者 王鹏 《科学技术创新》 2023年第18期193-196,共4页
Cortex-M4处理器是由ARM专门开发的先进嵌入式处理器,在M3的基础上强化了运算能力,新加了浮点、DSP、并行计算等,其性能比Cortex-M3提高了20%。它在医疗器械控制系统中常被用作首选的处理器。此课题将结合牙科综合治疗平台项目,研究基于... Cortex-M4处理器是由ARM专门开发的先进嵌入式处理器,在M3的基础上强化了运算能力,新加了浮点、DSP、并行计算等,其性能比Cortex-M3提高了20%。它在医疗器械控制系统中常被用作首选的处理器。此课题将结合牙科综合治疗平台项目,研究基于Cortex-M4单片机的控制系统。本研究将着重介绍产品系统设计方案,并详细介绍产品硬件设计,软件设计,系统可靠性体提高、安规和EMC优化等过程。 展开更多
关键词 cortex-m4 牙科综合治疗平台 控制系统 牙椅
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基于Cortex-M4六旋翼植保无人机的研究与开发 被引量：2
13
作者 刘小军 牛绿原 +1 位作者 刘增元 周金俊 《电工技术》 2018年第6期18-20,共3页
植保无人机因其作业机动性好、效率高,越来越得到广泛的应用。为了提高植保无人机在喷洒农药过程中的稳定性,本文提出了一种基于Cortex-M4内核的六旋翼植保无人机方案,采用双闭环PID控制算法,大大提高了系统的动态响应和稳态性能。
关键词 cortex-m4内核 六旋翼植保无人机 串级PID 飞行控制
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基于ARM Cortex-M4的mbedOS调度机制剖析 被引量：2
14
作者 刘长勇 王宜怀 《吉林大学学报（信息科学版）》 CAS 2022年第4期663-671,共9页
为了能清晰理解mbedOS调度基本原理与机制,通过阐述ARM(Advanced RISC Machines)Cortex-M4内核对实时操作系统的支持特性,分析了实时操作系统常用的调度策略,采用流程图分析、上下文核心代码解析等方法重点剖析了SVC(Supervisor Call)... 为了能清晰理解mbedOS调度基本原理与机制,通过阐述ARM(Advanced RISC Machines)Cortex-M4内核对实时操作系统的支持特性,分析了实时操作系统常用的调度策略,采用流程图分析、上下文核心代码解析等方法重点剖析了SVC(Supervisor Call)中断、PendSV中断和SysTick中断3种mbedOS调度策略实现方法,最后以意法半导体的STM32L431芯片为例给出了mbedOS的线程调度剖析实践。通过对mbedOS的线程调度剖析,有助于深入理解mbedOS的调度机理,为设计多任务系统提供帮助,也为分析其他实时操作系统提供参考借鉴。 展开更多
关键词 实时操作系统 调度策略 ARM cortex-m4内核 mbedOS系统 STM32芯片
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基于ARM Cortex-M4的MQX中断机制分析与中断程序框架设计 被引量：15
15
作者 石晶 王宜怀 +1 位作者 苏勇 沈忱 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2013年第6期41-44,79,共5页
中断机制是决定RTOS实时性指标的核心机制。MQX是一个由Freescale维护、源代码公开、支持多任务的抢占式的RTOS,将会广泛用于ARM Cortex-M微处理器的应用中。MQX的中断机制具有实时响应、动态管理的特点。以ARM Cortex M4Kinetis微控制... 中断机制是决定RTOS实时性指标的核心机制。MQX是一个由Freescale维护、源代码公开、支持多任务的抢占式的RTOS,将会广泛用于ARM Cortex-M微处理器的应用中。MQX的中断机制具有实时响应、动态管理的特点。以ARM Cortex M4Kinetis微控制器为蓝本,深入分析了MQX的中断顶半部和底半部的运行机理,提出了MQX的中断实时特性的评估算法,明确了程序时间的可控性。在此基础上,根据嵌入式软件工程的基本原理,不拘泥于传统程序结构设计方法,提出了一种MQX下中断程序框架及编程要素分布的基本原则,从而较好地满足了程序可复用性及可移植性要求。 展开更多
关键词 MQX ARM cortex-m4 KINETIS 中断机制 中断程序框架
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基于ARM Cortex-M3内核微控制器的智能型重锤式料位检测系统 被引量：6
16
作者 陈文凯 张根宝 张震强 《计算机测量与控制》 CSCD 2008年第11期1564-1566,共3页
工业生产中,料位直接影响生产进度和安全状况;研究开发出实用的基于ARM Cortex-M3内核微控制器的智能型重锤式料位检测系统,采用新的设计模式,运用系统故障自动复位、重锤触料信号快速采集等先进技术,使该系统不仅具有传感测量、补偿计... 工业生产中,料位直接影响生产进度和安全状况;研究开发出实用的基于ARM Cortex-M3内核微控制器的智能型重锤式料位检测系统,采用新的设计模式,运用系统故障自动复位、重锤触料信号快速采集等先进技术,使该系统不仅具有传感测量、补偿计算、显示的基本功能,还具有更加强大的信息处理、分析比较、故障自诊断、自测试等智能化功能;该系统硬件电路简单,软件功能完善,抗干扰能力强,通过实际测试,系统运行良好,工作可靠。 展开更多
关键词 ARM cortex-m3内核 微控制器 智能 重锤式 料位检测
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基于Cortex-M3内核的STM32微控制器研究与电路设计 被引量：28
17
作者 陈鑫 秦宏伟 +1 位作者 陈春雨 成宝芝 《大庆师范学院学报》 2013年第6期44-47,共4页
以Cortex-M3为内核的STM32系列嵌入式架构的微控制器,具有操作简便,处理能力强等优势,在电子技术开发中被广泛应用。通过研究首先对STM32微控制器的结构、功能、I/O端口和操作系统移植进行了阐述,在此基础上,对STM32的电路设计进行了详... 以Cortex-M3为内核的STM32系列嵌入式架构的微控制器,具有操作简便,处理能力强等优势,在电子技术开发中被广泛应用。通过研究首先对STM32微控制器的结构、功能、I/O端口和操作系统移植进行了阐述,在此基础上,对STM32的电路设计进行了详细介绍,并画出了各电路设计的原理图。 展开更多
关键词 STM32单片机 cortex-m3内核 I O端口
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基于Cortex-M4和FreeRTOS的矿用三维激光扫描测量系统设计 被引量：5
18
作者 杨斐文 张达 +1 位作者 杨小聪 崔昊 《中国矿业》 北大核心 2014年第S2期316-318,343,共4页
为了满足矿用三维激光扫描系统的需求,设计了基于Cortex-M4内核和嵌入式实时操作系统FreeRTOS的运动控制和数据采集系统。采用Cortex-M4为内核的STM32F407ZGT微控制器和APM电机控制器等进行相关的硬件电路设计,通过移植FreeRTOS内核实... 为了满足矿用三维激光扫描系统的需求,设计了基于Cortex-M4内核和嵌入式实时操作系统FreeRTOS的运动控制和数据采集系统。采用Cortex-M4为内核的STM32F407ZGT微控制器和APM电机控制器等进行相关的硬件电路设计,通过移植FreeRTOS内核实现对运动控制、激光传感器数据采集、摄像头视频传输等任务的调度和对其他硬件资源的管理,简化了硬件设计的复杂度,优化了软件编程,提高了系统的实时性和可靠性,降低了成本。 展开更多
关键词 矿用三维激光扫描测量系统 FREERTOS cortex-m4
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基于Cortex-M4的四旋翼飞行控制系统设计 被引量：13
19
作者 冀明 卢京潮 《计算机测量与控制》 北大核心 2013年第7期1816-1817,1821,共3页
针对四旋翼飞行器,设计并实现了一种基于Cortex-M4的微型飞行控制系统;使用高性能Cortex-M4处理器融合陀螺仪,加速度计,GPS位置,超声波高度,磁力计等信息,采用互补滤波进行姿态解算,并以PID控制方法对飞行器的滚转、俯仰、偏航和高度通... 针对四旋翼飞行器,设计并实现了一种基于Cortex-M4的微型飞行控制系统;使用高性能Cortex-M4处理器融合陀螺仪,加速度计,GPS位置,超声波高度,磁力计等信息,采用互补滤波进行姿态解算,并以PID控制方法对飞行器的滚转、俯仰、偏航和高度通道进行控制,实现了四旋翼飞行器的自动定高飞行和定点悬停功能;文章详细介绍了控制系统的总体构成,以及软硬件设计方法,并结合Ucos-II嵌入式实时操作系统,保证了系统的可靠性和实时性。 展开更多
关键词 四旋翼 cortex-m4 互补滤波 飞行控制
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基于ARM Cortex-M4的MQX调度的上下文切换机制分析 被引量：5
20
作者 徐丽华 蒋建武 +1 位作者 王宜怀 苏勇 《计算机应用与软件》 CSCD 2015年第7期236-238,265,共4页
针对ARM Cortex-M4平台上MQX系统运行调度实现中最关键的任务上下文切换的实现,在对处理器的硬件特性的分析基础上,重点剖析MQX任务调度过程的底层实现方法,从调度指令级别深层次解析SVC调用和Pend SV调用的实现过程,揭示了MQX任务调度... 针对ARM Cortex-M4平台上MQX系统运行调度实现中最关键的任务上下文切换的实现,在对处理器的硬件特性的分析基础上,重点剖析MQX任务调度过程的底层实现方法,从调度指令级别深层次解析SVC调用和Pend SV调用的实现过程,揭示了MQX任务调度上下文切换的实质。实验对比MQX的上下文切换时间大大少于μC/OS-Ⅱ和FreeRTOS,对其高效调度机制的研究工作具有实践意义和应用推广价值。 展开更多
关键词 实时操作系统 MQX cortex-m4上下文切换
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