媒体PCI控制器ZR36067及其在MJPEG系统中的应用论文
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篇1:媒体PCI控制器ZR36067及其在MJPEG系统中的应用论文
媒体PCI控制器ZR36067及其在MJPEG系统中的应用论文
摘要:ZR36067是ZORAN公司推出的一款多媒体PCI总线控制器,多媒体PCI控制器ZR36067及其在MJPEG系统中的应用。文中详细介绍了ZR36076的特点、内部结构及引脚功能。给出了ZR36067在运动JPEG系统中的一个应用实例,详细介绍了该系统的工作原理,最后给出了ZR36067与ZR36060的视频接口连接方法。
关键词:多媒体控制器 PCI总线 运动JPEG ZR36067
概述
作为PCI适配器,ZR36067是专为PCI系统上的多媒体应用而设计的。它支持系统内存与JPEG、MPEG处理器之间的.高速率代码(压缩数据流)传输。同时,ZR36067还可捕捉数字视频(如解压缩的MJPEG、MPEG或视频解码器输出),并可在图形显示内存中产生缩放视频窗口。因此,利用ZR36067可通过软件控制众多的非PCI多媒体设备。具体如下:
(1)Motion JPEG编码/解码器 - ZR36050+ ZR36016,ZR36060;
(2)音频编码/解码器;
(3)MPEG和DVD解码器ZR36110以及ZR36700;
(4)I2C设备,如视频解码器、视频编码器等;
作为总线主控器件,通过ZR36067可将数据(如JPEG压缩数据)写入系统内存或从内存读出数据,并将数字视频像素写入图形显示内存中,电子通信论文《多媒体PCI控制器ZR36067及其在MJPEG系统中的应用》。而作为总线目标,ZR36067可将主机存取映射到微控制器的8bit辅助总线(Guest Bus)。
ZR36067有一个特殊的“静态传输”口,主程序可通过它在系统内存和视频总线之间读写数字化视频信息(RGB像素)。该通道使得高速传输的静态图像能够通过JPEG芯片组压缩或解压缩。
ZR36067多媒体控制器主要用于高质量视/音频捕捉/回放和PCI系统编辑板、使用辅助PCI总线的多媒体/图形子系统、带多媒体功能的PCI主板以及PowerPC和Macintosh PCI系统的JPEG/MPEG1解决方案等。
ZR36067的主要功能特点如下:
●具有与PCI总线的无缝接口(兼容PCI2.1);
●具有与JPEG解码器(ZR36060,ZR36050+ ZR36016)、MPEG1和DVD解码器(ZR36110,ZR36700)、视频解码器、视频编码之间的最小接口;
●可实现压缩数据的双向DMA传输,速率接近11Mbytes/s;
●可进行视频和掩码信息的DMA传输;
●支持快速静态图像的压缩和解压缩;
●具有在片像素精确掩码功能;
●YUV-RGB转换器,可通过错误扩散降低量化噪声;
篇2:多媒体PCI控制器ZR36067及其在MJPEG系统中的应用
多媒体PCI控制器ZR36067及其在MJPEG系统中的应用
摘要:ZR36067是ZORAN公司推出的一款多媒体PCI总线控制器。文中详细介绍了ZR36076的特点、内部结构及引脚功能。给出了ZR36067在运动JPEG系统中的一个应用实例,详细介绍了该系统的工作原理,最后给出了ZR36067与ZR36060的视频接口连接方法。关键词:多媒体控制器 PCI总线 运动JPEG ZR36067
1 概述
作为PCI适配器,ZR36067是专为PCI系统上的多媒体应用而设计的。它支持系统内存与JPEG、MPEG处理器之间的高速率代码(压缩数据流)传输。同时,ZR36067还可捕捉数字视频(如解压缩的MJPEG、MPEG或视频解码器输出),并可在图形显示内存中产生缩放视频窗口。因此,利用ZR36067可通过软件控制众多的非PCI多媒体设备。具体如下:
(1)Motion JPEG编码/解码器 - ZR36050+ ZR36016,ZR36060;
(2)音频编码/解码器;
(3)MPEG和DVD解码器ZR36110以及ZR36700;
(4)I2C设备,如视频解码器、视频编码器等;
作为总线主控器件,通过ZR36067可将数据(如JPEG压缩数据)写入系统内存或从内存读出数据,并将数字视频像素写入图形显示内存中。而作为总线目标,ZR36067可将主机存取映射到微控制器的8bit辅助总线(Guest Bus)。
ZR36067有一个特殊的“静态传输”口,主程序可通过它在系统内存和视频总线之间读写数字化视频信息(RGB像素)。该通道使得高速传输的静态图像能够通过JPEG芯片组压缩或解压缩。
ZR36067多媒体控制器主要用于高质量视/音频捕捉/回放和PCI系统编辑板、使用辅助PCI总线的多媒体/图形子系统、带多媒体功能的PCI主板以及PowerPC和Macintosh PCI系统的JPEG/MPEG1解决方案等。
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ZR36067的主要功能特点如下:
●具有与PCI总线的无缝接口(兼容PCI2.1);
●具有与JPEG解码器(ZR36060,ZR36050+ ZR36016)、MPEG1和DVD解码器(ZR36110,ZR36700)、视频解码器、视频编码之间的最小接口;
●可实现压缩数据的双向DMA传输,速率接近11Mbytes/s;
●可进行视频和掩码信息的DMA传输;
●支持快速静态图像的压缩和解压缩;
●具有在片像素精确掩码功能;
●YUV-RGB转换器,可通过错误扩散降低量化噪声;
●具有15/16bit、24 bit(压缩和非压缩)RGB像素格式和YUV-4:2:2视频输出;
●硬件支持非连续JPEG代码缓冲器;
●在视频和代码传输中,具有最大总线执行时间的故障恢复功能;
●可选择仿真隔行扫描视频显示方式和单场显示方式;
●可用硬件支持简单、高效的帧抓取;
●带有I2C总线接口;
●支持即插即用;
●采用208脚PQFP封装;
●支持子系统ID和子系统销售商ID。
●可将YUV4:2:2数字视频输入转化为YUV4:2:2、RGB5-6-5、RGB5-5-5或RGB8-8-8(压缩或非压缩)等像素格式;
另外,ZR36067也支持CCIR601数字视频或方像素格式(符合NTSC或符合NTSC或PAL视频标准)以及其它的非标准输入。
2 内部结构
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ZR36067内部包括两路主数据通道(视频通道和代码通道)。通过PCI DMA突发方式输入的.视频信息通常沿视频通道进行处理并传输到图形显示内存之中。其内部结构框图如图1所示。
ZR36067的视频前端在一个可编程有效场窗口中采样视频总线,该窗口由视频同步信号来定义。可选的垂直、水平平滑缩放使其能够支持可变图像尺寸和可变PCI视频数据率。缩放后的视频流可被转换为不同的RGB格式。转换后的像素在压缩后可存储在256字节视频FIFO(64个32位双字)中。存储的视频像素可从视频FIFO中读出并传送到图形显示内存。
双向代码通道的数据流向取决于操作模式。代码流(MPEG或JPEG)利用PCI DMA突发方式在系统内存和ZR36067的内部代码FIFO中传输。ZR36067控制着这两个方向上的传输和寻址。代码FIFO的大小为640字节(160个双字)。
在JPEG压缩模式下,ZR36067通过编码/解码器前端填充代码FIFO,并将代码从FIFO中逐场传送到系统内存中;在JPEG解压缩模式,代码流流向相反的方向,即从系统内存到ZR36067的代码FIFO,此时编码/解码器前端可将代码FIFO内容逐字节读到代码总线上;在MPEG回放模式,代码流将从系统内存传输到ZR36067的代码FIFO。代码字节从代码FIFO读出到辅助总线上;当ZR36067仲裁PCI总线上每一个进程的请求时,ZR36067的视频和代码通道可同时操作。
除了管理视频和代码通道,ZR36067还可在主CPU和周边设备(作为辅助设备)之间建立连接。实际上,采用专用的握手机制(“邮局”机制),也可将ZR36067内部寄存器的主通路的主通路映射到辅助总线上,以获得对辅助设备的间接读写操作。
通过ZR36067的专用“静态传输”口可实现数据在PCI接口和视频前端之间的传输。主程序也可应用特殊握手协议将数字化视频(RGB像素)从系统内存传输到视频总线,反之亦然。此外,通过JPEG编码/解码器,该通道还可以对高速静态视频图像进行压缩和解压缩。
3 引脚说明
ZR36067采用208脚PQFP封装,这208个引脚可分为以下几类:
(1)PCI接口(48脚);
AD[31:0]:输入/输出,地址/数据复用引脚;
C/BE[3:0]:输入/输出,总线命令/字节允许;
PAR:输入/输出,AD[31:0]和C/BE[3:0]的奇偶校验位:
FRAME:输入/输出,PCI周期帧;
TRDY:输入/输出,PCI目标准备好信号;
IRDY:输入/输出,PCI主控准备好信号;
STOP:输入/输出,停止信号,用于表明目标要求当前总线主控停止当前传送;
DEVSEL:输入/输出,PCI设备选择信号,表明目标已对其地址进行了解码;
IDSEL:输入,PCI初始化设备选择信号,在ZR36067配置空间中用于片选;
REQ:输出,PCI申请信号;
GNT:输入,PCI允许信号;
PCICLK:输入,PCI时钟信号;
PCIRST:输入,PCI复位信号。低电平有效时,所有ZR36067的输出引脚均为三态。ZR36067一般在PCI时钟的上升沿进入上电复位状态,其最低有效低持续时间为3个PCI时钟。
INTA:输出,PCI中断信号。
(2)数字视频总线接口(32脚)
Y[7:0]/R[7:0]:输入/输出,亮度/红色视频线。也用于对子系统销售商ID的低字节编程。
UV[7:0]/G[7:0]:输入/输出,色度/绿色视频线。也用于对子系统ID的低字节编程。
B[7:0]:输入/输出,蓝色视频线;
VCLKx2:输入,二倍频视频总线时钟;
VCLK:输入,数字视频总线时钟。用作VCLKx2的量化器时,必须与VCLKx2同步;
HSYNC:输入/输出,数字视频总线水平同步;
VSYNC:输入/输出,数字视频总线垂直同步;
FI:输入,数字视频场计数器(顶/底);
PXEN:输出,ZR36016的像素使能输出,低有效;
RTBSY:输入,ZR36016的带状内存溢出/下溢信号,低有效;
START:输出,ZR36016的开始处理输出,高有效。
(3)辅助总线接口(25脚)
GCS[7:0]:输出,辅助总线设备的片选输出,低有效;
GADR[2:0]:输出,辅助总线设备的地址输出;
GDAT[7:0]:输出,辅助数据总线,也可用于子系统销售商ID的高字节编程;
GRD:输出,辅助总线设备的读输出,低有效;
GWR:输出,辅助总线设备的写输出,低有效;
GRDY:输入,辅助设备准备好信号,高有效;
GWS:输入,辅助设备等待状态信号;
GIRQ[1:0]:输入,正上升沿中断请求输入,通常来自一到两个辅助设备总线。
(4)编码/解码器总线接口(11脚)
CODE[7:0]:输入/输出,连接ZR36050的代码总线;
CEND:输入,来自ZR36050的场处理结束信号,低有效;
CBUSY:输出,ZR36050的FIFO代码忙信号。
(5)I2C总线接口(2脚)
SDA:输入/输出,I2C总线数据端口;
SCL:I2C总线时钟线。
(6)通用可编程输入/输出(8脚)
GPIO[7:0]:通用输入/输出引脚。
(7)测试引脚(2脚)
ENID:输入,用于IDD测试。正常操作时必须接地;
TEST:输入,测试引脚,仅用于测试模式。正常操作时必须接地。
(8)电源和地
GND:接地;
VDD:正电源(5V)
4 正Motion JPEG系统中的应用
图2是Motion JPEG附加设备板的一个应用实例,该系统使用ZR36067和ZR36060进行接口。其中ZR36067支持4个基本的JPEG操作模式,即:运动视频压缩、运动视频解压缩、静止图像压缩、静止图像解压缩。现就这四种操作模式的实际处理过程进行分析。
4.1 运动视频压缩
当YUV4:2:2视频信号和视频同步信号输入到ZR36060的视频输入口时,它同时也将这些信号传输到了ZR36067视频前端和视频解码器(用于TV监视器上显示输出),此后,ZR36067将有选择地进行视频压缩,并将视频信号转换为RGB信号,然后利用DMA方式传送给主PC显存。与此同时,ZR36060也在执行JPEG压缩,并将JPEG代码流传输给ZR36067编码/解码器前端,然后再由ZR36067通过DMA方式将压缩视频场信号传输给主机所分配的系统内存缓冲区。
4.2 运动视频解压缩
在运动视频解压缩中,ZR36067利用DMA方式并通过ZR36067编码/解码器前端将代码流从系统内存传送到ZR36060中。ZR36060对JPEG代码进行解压并将视频信号传送给视频编码器以在TV监视器上显示。同压缩模式一样,ZR36060将视频信息输出到ZR36067视频前端进行处理时,该信息也同时利用DMA方式传送到PC显存中。
4.3 静止图像压缩
在静止图像压缩模式中,主机将通过PCI总线向ZR36067逐像素写入图像位图信息。然后由ZR36067把这些像素通过自己的视频总线口传到ZR36060的视频输入口。该模式中,ZR36067可产生并驱动ZR36060所需的视频同步信号。当8条视频线全满后,ZR36060开始执行光栅-网格操作并压缩数据,同时将代码流传送到ZR36067。同运动视频压缩一样,利用DMA方式也可将代码流传送到主机内存中。
4.4 静止图像解压缩
静止图像解压缩模式下的操作同运动视频解压缩一样,也是由ZR36067利用DMA方式从系统内存中取出代码流,并用ZR36060从ZR36067中读取压缩数据,同时在解码后将解压缩视频信息送到ZR36067的视频口。最后由程序从这里逐像素读出视频信息送给系统内存。
应用中需要注意的是,静止图像解压缩也可通过下面方式来实现:即在运动视频解压缩模式下配置ZR36067,然后将解压缩视频信息传送到系统内存中一连续的缓冲区。由于该方法较静止图像解压缩模式有更快的速度,所以常被采用。
5 与ZR36060的视频接口连接
图3给出了ZR36067与ZR36060的视频接口连接图。对于该电路的四种JPEG操作模式,设计时应注意以下问题:在运动视频压缩中,输入ZR36067和ZR36060的YUV视频和同步信号均来自外部视频源,如SAA7110/7111;在运动解压缩中,同步信号可由ZR36067(在同步主控模式下)或与视频源相连的同步器来产生。此时,压缩的视频信息从ZR36060视频总线传输的ZR36067的视频口,其外部视频源的视频总线和同步信号也必须浮空;在静止图像压缩模式中,由于视频信号和同步信号来自ZR36067,因而图2中视频解码器的视频总线和同步信号也必须强制浮空;而在静止图像解压缩中,同步信号来自ZR36067,因此,压缩的视频信息可从ZR36060传送到ZR36067视频口。在该操作模式下,外部视频源的视频总线和同步信号也必须浮空。
篇3:集成PWM控制器在不间断电源系统中的应用
集成PWM控制器在不间断电源系统中的应用
摘要:随着集成电路设计技术的发展,在片上系统(SoC)中,越来越多地使用各种功能IP核部件构成系统。总线是这些部件连接的主要方式,目前有数家公司和组织研发了多种面向SoC设计的总线系统。本文介绍SoC中常用的三种片上总线AMBA、Wishbone和Avalon,分析和比较其特性,并针对其不同的特点阐述其使用范围。关键词:SoC 片上总线 AMBA Wishbone Avalon
引 言
??嵌入式系统是当今计算机工业发展的一个热点。随着超大规模集成电路的迅速发展,半导体工业进入深亚微米时代,器件特征尺寸越来越小,芯片规模越来越大,可以在单芯片上集成上百万到数亿只晶体管。如此密集的集成度使我们现在能够在一小块芯片上把以前由CPU和若干I/O接口等数块芯片实现的功能集成起来,由单片集成电路构成功能强大的、完整的系统,这就是我们通常所说的片上系统SoC(System on Chip)。由于功能完整,SoC逐渐成为嵌入式系统发展的主流。
??SoC相比板上系统,具有许多优点:
??① 充分利用IP技术,减少产品设计复杂性和开发成本,缩短产品开发的时间;
??② 单芯片集成电路可以有效地降低系统功耗;
??③ 减少芯片对外引脚数,简化系统加工的复杂性;
??④ 减少外围驱动接口单元及电路板之间的信号传递,加快了数据传输和处理的速度;
??⑤ 内嵌的线路可以减少甚至避免电路板信号传送时所造成的系统信号串扰。
(本网网收集整理)
??SoC的设计过程中,最具特色的是IP复用技术。即选择所需功能的IP(给出IP定义)核,集成到一个芯片中用。由于IP核的设计千差万别,IP核的连接就成为构造SoC的关键。片上总线(On-Chip Bus,OCB)是实现SoC中IP核连接最常见的技术手段,它以总线方式实现IP核之间数据通信。与板上总线不同,片上总线不用驱动底板上的信号和连接器,使用更简单,速度更快。一个片上总线规范一般需要定义各个模块之间初始化、仲裁、请求传输、响应、发送接收等过程中驱动、时序、策略等关系。
??由于片上总线与板上总线应用范围不同,存在着较大的差异,其主要特点如下:
??① 片上总线要尽可能简单。首先结构要简单,这样可以占用较少的逻辑单元;其次时序要简单,以利于提高总线的速度;第三接口要简单,如此可减少与IP核连接的复杂度。
??② 片上总线有较大的灵活性。由于片上系统应用广泛,不同的应用对总线的要求各异,因此片上总线具有较大的灵活性。其一,多数片上总线的数据和地址宽度都可变,如AMBA AHB支持32位~128位数据总线宽度;其二,部分片上总线的互连结构可变,如Wishbone总线支持点到点、数据流、共享总线和交叉开关四种互连方式;其三,部分片上总线的仲裁机制灵活可变,如Wishbone总线的仲裁机制可以完全由用户定制。
??③ 片上总线要尽可能降低功耗。因此,在实际应用时,总线上各种信号尽量保持不变,并且多采用单向信号线,降低了功耗,同时也简化了时序。上述三种片上总线输入数据线和输出数据线都是分开的,且都没有信号复用现象。
??片上总线有两种实现方案,一是选用国际上公开通用的总线结构;二是根据特定领域自主开发片上总线。本文就目前SoC上使用较多的三种片上总线标准――ARM的AMBA、Silicore的Wishbone和Altera的Avalon进行讨论,对三者特性进行分析和比较。
1 AMBA总线
??AMBA(Advanced Microcontroller Bus Architecture)总线规范是ARM公司设计的一种用于高性能嵌入式系统的总线标准。它独立于处理器和制造工艺技术,增强了各种应用中的外设和系统宏单元的可重用性。AMBA总线规范是一个开放标准,可免费从ARM获得。目前,AMBA 拥有众多第三方支持,被ARM公司90%以上的合作伙伴采用,在基于ARM处理器内核的SoC设计中,已经成为广泛支持的现有互联标准之一。AMBA总线规范2.0于发布,该规范引入的先进高性能总线(AHB)是现阶段AMBA实现的主要形式。AHB的关键是对接口和互连均进行定义,目的是在任何工艺条件下实现接口和互连的最大带宽。AHB接口已与互连功能分离,不再仅仅是一种总线,而是一种带有接口模块的互连体系。
??AMBA总线规范主要设计目的如下:① 满足具有一个或多个CPU或DSP的嵌入式系统产品的快速开发要求;② 增加设计技术上的独立性,确保可重用的多种IP核可以成功地移植到不同的系统中,适合全定制、标准单元和门阵列等技术;③ 促进系统模块化设计,以增加处理器的独立性;④ 减少对底层硅的需求,以使片外的操作和测试通信更加有效。
??AMBA总线是一个多总线系统。规范定义了三种可以组合使用的不同类型的总线:AHB(Advanced High-performance Bus)、ASB(Advanced System Bus)和APB(Advanced Peripheral Bus)。
??典型的基于AMBA的SoC核心部分如图1所示。其中高性能系统总线(AHB或ASB)主要用以满足CPU和存储器之间的带宽要求。CPU、片内存储器和DMA设备等高速设备连接在其上,而系统的大部分低速外部设备则连接在低带宽总线APB上。系统总线和外设总线之间用一个桥接器(AHB/ASB-APB-Bridge)进行连接。
??AMBA的AHB适用于高性能和高时钟频率的系统模块。它作为高性能系统的骨干总线,主要用于连接高性能和高吞吐量设备之间的连接,如CPU、片上存储器、DMA设备和DSP或其它协处理器等。其主要特性如下:
◇支持多个总线主设备控制器;
◇支持猝发、分裂、流水等数据传输方式;
◇单周期总线主设备控制权转换;
◇32~128位数据总线宽度;
◇具有访问保护机制,以区分特权模式和非特权模式访问,指令和数据读取等;
◇数据猝发传输最大为16段;
◇地址空间32位;
◇支持字节、半字和字传输。
??AMBA的ASB适用于高性能的系统模块。在不必要适用AHB的高速特性的场合,可选择ASB作为系统总线。它同样支持处理器、片上存储器和片外处理器接口与低功耗外部宏单元之间的连接。其主要特性与AHB类似,主要不同点是它读数据和写数据采用同一条双向数据总线。
??AMBA的APB适用于低功耗的外部设备,它已经过优化,以减少功耗和对外设接口的复杂度;它可连接在两种系统总线上。其主要特性如下:
◇低速、低功耗外部总线;
◇单个总线主设备控制器;
◇非常简单,加上CLOCK和RESET,总共只有4个控制信号;
◇32位地址空间;
◇最大32位数据总线;
◇读数据总线与写数据总线分开。
2 Wishbone总线
??Wishbone最先是由Silicore公司提出的,现在已被移交给OpenCores组织维护。由于其开放性,现在已有不少的用户群体,特别是一些免费的IP核,大多数都采用Wishbone标准。
??Wishbone总线规范是一种片上系统IP核互连体系结构。它定义了一种IP核之间公共的逻辑接口,减轻了系统组件集成的难度,提高了系统组件的可重用性、可靠性和可移植性,加快了产品市场化的速度。Wishbone总线规范可用于软核、固核和硬核,对开发工具和目标硬件没有特殊要求,并且几乎兼容已有所有的综合工具,可以用多种硬件描述语言来实现。
??Wishbone总线规范的目的是作为一种IP核之间的通用接口,因此它定义了一套标准的信号和总线周期,以连接不同的模块,而不是试图去规范IP核的'功能和接口。
??Wishbone总线结构十分简单,它仅仅定义了一条高速总线。在一个复杂的系统中,可以采用两条Wishbone总线的多级总线结构:其一用于高性能系统部分,其二用于低速外设部分,两者之间需要一个接口。这个接口虽然占用一些电路资源,但这比设计并连接两种不同的总线要简单多了。用户可以按需要自定义Wishbone标准,如字节对齐方式和标志位(TAG)的含义等等,还可以加上一些其它的特性。Wishbone的一种互连结构如图。
??灵活性是Wishbone总线的另一个优点。由于IP核种类多样,其间并没有一种统一的间接方式。为满足不同系统的需要,Wishbone总线提供了四种不同的IP核互连方式:
◇点到点(point-to-point),用于两IP核直接互连;
◇数据流(data flow),用于多个串行IP核之间的数据并发传输;
◇共享总线(shared bus),多个IP核共享一条总线;
◇交叉开关(crossbar switch)(图2),同时连接多个主从部件,提高系统吞吐量。
??还有一种片外连接方式,可以连接到上面任何一种互连网络中。比如说,两个有Wishbone接口的不同芯片之间就可以用点到点方式进行连接。
??Wishbone总线主要特征如下:
◆ 所有应用适用于同一种总线体系结构;
◆ 是一种简单、紧凑的逻辑IP核硬件接口,只需很少的逻辑单元即可实现;
◆ 时序非常简单;
◆ 主/从结构的总线,支持多个总线主设备;
◆ 8~64位数据总线(可扩充);
◆ 单周期读写;
◆ 支持所有常用的总线数据传输协议,如单字节读写周期、块传输周期、控制操作及其它的总线事务等;
◆ 支持多种IP核互连网络,如单向总线、双向总线、基于多路互用的互连网络、基于三态的互连网络等;
◆ 支持总线周期的正常结束、重试结束和错误结束;
◆ 使用用户自定义标记(TAG),确定数据传输类型、中断向量等;
◆ 仲裁器机制由用户自定义;
◆ 独立于硬件技术(FPGA、ASIC、bipolar、MOS等)、IP核类型(软核、固核或硬核)、综合工具、布局和布线技术等。
3 Avalon总线
??Avalon总线是Altera公司设计的用于SOPC(System On Programmable Chip,可编程片上系统)中,连接片上处理器和其它IP模块的一种简单的总线协议,规定了主部件和从部件之间进行连接的端口和通信的时序。
??Avalon总线的主要设计目的如下:① 简单性,提供一种非常易于理解的协议;② 优化总线逻辑的资源使用率,将逻辑单元保存在PLD(Programmable Logic Device,可编程逻辑器件)中;③ 同步操作,将其它的逻辑单元很好地集成到同一PLD中,同时避免复杂的时序。
传统的总线结构中,一个中心仲裁器控制多个主设备和从设备之间的通信。这种结构会产生一个瓶颈,因为任何时候只有一个主设备能访问系统总线。Avalon总线的开关构造使用一种称之为从设备仲裁(Slave-side arbitration)的技术,允许多个主设备控制器真正地同步操作。当有多个主设备访问同一个从设备时,从设备仲裁器将决定哪个主设备获得访问权。图3是一个多主设备同时访问存储器的例子。在此系统中,高带宽外设,如100M以太网卡,可以不需暂停CPU而直接访问存储器。通过允许存储访问独立于CPU。Avalon开关结构优化了数据流,从而提高了系统的吞吐量。
Avalon总线主要特性如下:
◇32位寻址空间;
◇支持字节、半字和字传输;
◇同步接口;
◇独立的地址线、数据线和控制线;
◇设备内嵌译码部件;
◇支持多个总线主设备,Avalon自动生成仲裁机制;
◇多个主设备可同时操作使用一条总线;
◇可变的总线宽度,即可自动调整总线宽度,以适应尺寸不匹配的数据;
◇提供了基于图形界面的总线配置向导,简单易用。
4 三种片上总线比较
??通过以上对三种总线特性的介绍,可以对三种总线作个比较,如表1所列。
表1 三种总线特性比较
AMBAWishbonAvalon互连方式共享总线交叉开关/共享总线/数据流/点到点共享总线/总线开关主控制器多个多个多个数据总宽度/位32~1288~6432地址空间/位326432数据传输方式字节/半字/字字节/半字/字字节/半字/字事务传输方式流水/分裂/猝发传输单字节读写/块/猝发传输单字节读写/块传输数据对齐方式大端对齐/小端对齐大端对齐/小端对齐大端对齐/小端对齐仲裁机制系统定义用户自定义系统生成独立性硬件技术/IP核类型/综合工具无关硬件技术/IP核类型/综合工具无关硬件技术/IP核类型无关??基于三种总线的特性,可以得出其应用的综合比较,如表2所列。
表2 三种总线应用综合比较
AMBAWishbonAvalon适用器件PLD,ASICPLD,ASICAltera系列PLD应用范围高性能嵌入式系统高性能嵌入式系统,型嵌入式系统用于Altera Nios软核的系统中可用资源ARM使用伙伴众多,提供了丰富的IP核对IP核没有特殊要求,而且www.oprncores.org中有许免费IP核Alter公司建立了AMPP(Altera Megafunction Partners Program)组织,提供了丰富的IP核价格ARM声黎免费,但需要授权协议完全免费Altera所有,需要授权协议??三种总线各有特点,决定了其应用范围的不同。AMBA 总线规范拥有众多第三方支持,被ARM公司90%以上的合作伙伴采用,已成为广泛支持的现有互连标准之一。Wishbone异军突起,其简单性和灵活性受到广大SoC设计者的青睐。由于它是完全免费的,并有丰富的免费IP核资源,因此它有可能成为未来的片上系统总线互连标准。Avalon主要用于Altera公司系列PLD中,最大的优点在于其配置的简单性,可由EDA工具快速生成,受PLD厂商巨头Altera极力推荐,其影响范围也不可忽视。
结 语
??本文对SoC中常用的三种总线AMBA、Wishbone和Avalon的特性进行了详细分析和比较,在此基础上阐述了各自的应用范围,为SoC设计中总线选择提供了参考。SoC系统中总线的选择不仅要看其性能,还要看其应用范围,是否有足够的IP核资源可用等等。另外,SoC中可以选用的总线还有很多,如IBM的CoreConnect、Plamchip的CoreFrame、Mentor Graphics的FISPbus等等。虽然这些总线目前的应用范围都远不如本文介绍的三种总线广泛,但是各有其特点和适用领域。因此,在SoC中选用片上总线时,需要进行认真选择。
篇4:集成PWM控制器在不间断电源系统中的应用
集成PWM控制器在不间断电源系统中的应用
摘要:随着集成电路设计技术的发展,在片上系统(SoC)中,越来越多地使用各种功能IP核部件构成系统。总线是这些部件连接的主要方式,目前有数家公司和组织研发了多种面向SoC设计的总线系统。本文介绍SoC中常用的三种片上总线AMBA、Wishbone和Avalon,分析和比较其特性,并针对其不同的特点阐述其使用范围。关键词:SoC 片上总线 AMBA Wishbone Avalon
引 言
??嵌入式系统是当今计算机工业发展的一个热点。随着超大规模集成电路的迅速发展,半导体工业进入深亚微米时代,器件特征尺寸越来越小,芯片规模越来越大,可以在单芯片上集成上百万到数亿只晶体管。如此密集的集成度使我们现在能够在一小块芯片上把以前由CPU和若干I/O接口等数块芯片实现的功能集成起来,由单片集成电路构成功能强大的、完整的系统,这就是我们通常所说的片上系统SoC(System on Chip)。由于功能完整,SoC逐渐成为嵌入式系统发展的主流。
??SoC相比板上系统,具有许多优点:
??① 充分利用IP技术,减少产品设计复杂性和开发成本,缩短产品开发的时间;
??② 单芯片集成电路可以有效地降低系统功耗;
??③ 减少芯片对外引脚数,简化系统加工的`复杂性;
??④ 减少外围驱动接口单元及电路板之间的信号传递,加快了数据传输和处理的速度;
??⑤ 内嵌的线路可以减少甚至避免电路板信号传送时所造成的系统信号串扰。
??SoC的设计过程中,最具特色的是IP复用技术。即选择所需功能的IP(给出IP定义)核,集成到一个芯片中用。由于IP核的设计千差万别,IP核的连接就成为构造SoC的关键。片上总线(On-Chip Bus,OCB)是实现SoC中IP核连接最常见的技术手段,它以总线方式实现IP核之间数据通信。与板上总线不同,片上总线不用驱动底板上的信号和连接器,使用更简单,速度更快。一个片上总线规范一般需要定义各个模块之间初始化、仲裁、请求传输、响应、发送接收等过程中驱动、时序、策略等关系。
??由于片上总线与板上总线应用范围不同,存在着较大的差异,其主要特点如下:
??① 片上总线要尽可能简单。首先结构要简单,这样可以占用较少的逻辑单元;其次时序要简单,以利于提高总线的速度;第三接口要简单,如此可减少与IP核连接的复杂度。
??② 片上总线有较大的灵活性。由于片上系统应用广泛,不同的应用对总线的要求各异,因此片上总线具有较大的灵活性。其一,多数片上总线的数据和地址宽度都可变,如AMBA AHB支持32位~128位数据总线宽度;其二,部分片上总线的互连结构可变,如Wishbone总线支持点到点、数据流、共享总线和交叉开关四种互连方式;其三,部分片上总线的仲裁机制灵活可变,如Wishbone总线的仲裁机制可以完全由用户定制。
??③ 片上总线要尽可能降低功耗。因此,在实际应用时,总线上各种信号尽量保持不变
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篇5:教学媒体在数学教学中的应用论文
教学媒体在数学教学中的应用论文
数学是一门抽象性较强的学科,很多学生认为数学课是枯燥的,学习积极性不高。多媒体教学手段可以使数学教学形象化,增大课堂教学容量。况且信息技术发展的今天,电脑日益普及,多媒体不仅可以传播大量的教学信息,而且还给学生以清晰明快的感受,让学生轻松愉快地学习,使学生学习的氛围能得到进一步的深化。引言
数学是一门知识广度和深度以及抽象性较强的学科,而多媒体教学的交互性,可控制大容量性、快速灵活性等特点恰恰符合了数学教学中的要求。随着多媒体手段的不断推广,其优学性也逐渐显现出来,受到广大教师和学生的欢迎,但由于数学课程的特殊性,目前在数学课中应用多媒体教学的还不是很多。还需要我们去进行积极的探索和学习,以此达到多媒体教学在数学教学中的广泛应用的目的。以下是多媒体在教学中的应用。
1 充分利用多媒体,让数学教学更加形象化
“数学教学以培养空间想象力为主要目标之一,而中、小学生的抽象思维能力正处于一个发展阶段,抽象性有时会成为学生学习的一个障碍,仅凭教师口头讲解,难以彻底解决问题。利用多媒体教学,可以通过声、形刺激学生的大脑皮层,增加学生对知识的感性认识,从而理解抽象的数学概念。以几何为例,作为从公理出发的纯演绎系统,在现行教学模式下,一般学生很容易用静止的观点去剖析空间图形的几何性,而计算机的参与教学,提供给学生相当数量的感性材料,更方便引导学生观察空间的变换规律,把空间想象力引入动态世界。”例如:《球的表面积》,公式的推导是难点,利用多媒体卓越的画图功能突破这个难点,电脑显示:①准备知识:屏幕上给出圆柱、圆锥、圆台的侧面积展开图及侧面积公式。②问题探索:球的表面积公式怎样呢?球面不能展开在同一平面上,球的表面积公式无法用展开图求出。怎么办呢?要用新的方法研究球的表面积公式。用鼠标点出把一个球分成两个一样大的半球,然后把半径为R的球的上半球切成n份,每份等高,并且每份看成一个圆柱,则这些圆柱的侧面积之和很接近这个球上半球的表面积。当n越大时,侧面积之和越接近半球的表面积。③证明预备定理:用过圆柱的轴平面截这个圆柱得 到截面ABCD。
A C
B D
④解决问题:利用预备定理推导出球的表面积公式为:S球 =4 .推导过程:把一个半径为R的球的上半球切成n份,每份等高,并且每份看成一个圆柱,其中半径等于其底面半径,则从小到上第k个圆柱的侧面积 其中, , , = ,
则 ,当n无穷大时,就是上半球的表面积 即球的表面积=上半球表面积+下半球表面积= 。由此,球的表面积公式就推出来啦。以上每一步的电脑显示都是以动态的图形,加上虚实线的变化,再配合适当的色彩和声音,把立体图形表现的惟妙惟俏,将抽象问题具体化,便于学生对抽象概念的理解。这样的课即轻松又充满了乐趣,即培养了学生的'兴趣,又培养了学生的观察能力,对于学生分析有关问题也一定会起到良好的促进作用。
2 利用多媒体进行小组合作学习
现代数学教育强调进行“问题解决”,在解决问题的过程 中能锻炼思维,提高应用能力。它实现了传统数学不再单一的数学演绎推理的一面,为数学的发现学习提供了条件,它的动态情况可以为学生“做数学”提供必要的工具与手段,使学生自主地在“问题空间”中进行探究,进行“数学实验”,给学生以更多的分析、思考、合作的空间。
我们可以通过多媒体机房进行小组合作学习。数学教师在教学中多设计一些学生相互配合才能解决的问题,增进学生协作意识,培养他们的团队精神。例如,在讲授球的体积公式时,课前让20名学生用厚0.5厘米的纸板依次做半径为10、9.5、9 …0.5厘米的圆柱。列出各圆柱的体积计算公式并算出结果。又让40名学生用厚0.25厘米的纸板依次做半径为10、9.75、9.5…0.5、0.25厘米的圆柱,列出圆柱的体积公式并算出结果。然后,利用多媒体给同学们演示圆柱的展开图,并让同学们观察,分组讨论以得出圆柱的体积公式。我们还可以让学生在机房进行手动操作,一个组一台电脑,让学生之间相互交流,积极思考、讨论、动手操作,教师深入到每一个组中参加讨论,观察其进程,了解遇到的问题并及时解答,这样便在全班创设了一种研究性的学习氛围,使学生得到了充分的锻炼,是数学问题更加的简单化。[3]
3 利用多媒体创设情境,诱发学生的求知欲
“在数学教学中,用多媒体来创设情境,诱发学生的求知欲是一种有效手段。在教育技术中所涉及的多媒体信息处理已经得到了很好的应用。”[1]例如,“我们在讲圆的半径、周长、面积时,如果直接讲会觉得枯燥无味,但是,如果我们利用多媒体演示给同学看就不一样了,首先跟同学们说:大家请看,有一只羊,被一根绳子拴住,另一头栓在一棵大树上,问:羊可以吃到的所有地方的多少应该用什么词表示呢?那绳子又可以用什么词表示呢?”这样,同学们就会自主的观察、想象、猜想。这样就会产生强烈的求知欲。这样,同学们不仅容易明白,而且加快了讲授速度,加大了教学的容量,使学生能更快、更好、更清晰地明白和理解抽象的东西。可见,恰当的多媒体演示使学生对所学知识产生了好奇心,激起了他们探索知识的欲望,并使学生明白生活中处处有数学。
4 多媒体教学是现代教学的需要
传统的教法比较单一,教师讲的很多,学生参与很少,即缺乏充分的图形支持,又缺乏供学生发现所的良好环境,学生处于被动听讲的态势中。教师将得“苦”,学生学得“累”。但是计算机与数学教学的结合是教学手段的一次飞跃,从传统的教学媒介物:黑板、粉笔演变到多媒体教学,向学生提供高清晰度的富于动画效果的彩色图像,实现视觉力与听觉力的完美结合,发挥了辅助教学的积极作用。数学家华罗庚说过:“数缺形时少直觉,形少数时难入微,数形结合百般好,隔离分家万事非”。电脑多媒体采用文字、声音、色彩、动画、图形等方式传递信息,将学生的视、听、触觉等都调动起来,学生容易理解和掌握。因此传统的数学手段与多媒体教学相比有着明显的劣势。可以说数学教学的现代化运动协助教师创设良好的教学情况,培养学生空间的想象力和逻辑思维能力,打开了数学教学中一扇新的“诱导之门”,与传统教学配合,相得益彰。
数学教学内容比较抽象,学生偶的很难掌握,有死即便知道结果,却很难说出其中的道理,计算机辅助教学的进入课堂,化解了许多以往所不能的问题,使一些抽象的概念具体化,尤其计算机可以进行动态演示,能激发学生的兴趣,从而增强学生的直观印象。这对解决数学难点、突破教学重点、提高课堂教学效率起到了很明显的作用。例如:在教学混合运算时,学生往往对运算顺序这一重点掌握不好,利用powerpoint制作的幻灯片就可以突破这一重点。先出示混合运算试题让学生判断先算什么后算什么,把学生说的先算部分用红色的闪烁线条标出来并配上音,再现知识点,以此突破重点,加深学生对这一知识点的理解。再如教学长方体和正方体的认识时有这样一题:许多正方体有序的叠在一起,要求学生数出共有多少个。这样的题也可以用powerpoint制作的课件来演示每一层正方体的重叠情况,让学生通过演示一层层的数出总个数,清楚明了且效果好。所以说,有了多媒体,数学教学讲解更加清楚明白了。可想而知,现代教学中多媒体是一个至关重要的关键。
5 多媒体教学令教学改革一片光明
实践证明,电脑已经成为现代教学的重要组成部分。把传统的教学与现代的教学手段有机地结合起来,利用多媒体改革课堂教学,把传统的知识灌输式的教学,向着学生积极参与式的教学转变,提高教学质量。
电脑多媒体教学有极大地潜力,它是现代教学形式的一般表现,也是对学生追求学习和掌握现代科学知识素质莪一种培养。[2]
计算机介入数学教学,不仅仅是一种现代化的数学手段和教学方式,它更加体现了一种新的教育思想和教学观念。而且为数学教学开创了新天地,当然计算机知=只是一种辅助工具,并不能取代师生间的交流,将会为数学教学增添姿彩,为教学方法的探讨提供广阔的天地,为培养学生数学的各种能力提供有力的条件和广阔的天地。
6 小结
总的来说,自从进入21世纪,科技的不断发展,多媒体技术的不断提高,使多媒体在不同的领域发挥不同的作用。在数字教学中的作用也是尤为可见的。多媒体技术的运用在未来的前景是一片光明的。
致谢
三年,给予我的,是不断丰厚的学识,是从容、自信和幸福的能力,还有,珍贵的友谊。 同门求学是一种缘分,无数次结伴同游,无数次对酒当歌,无数次谈天说地、嬉笑怒骂。曾经一样的悲欢,注定在未来的日子里,我们可以共同分享许多美好的回忆。尽管就要各奔东西,但三年同窗之谊,我们会成为一生的朋友。在论文即将完成之际,我的心情无法平静,从开始进入课题到论文的顺利完成,有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助,在这里请接受我诚挚谢意!同时也感谢学院为我提供良好的做毕业设计的环境。
最后再一次感谢所有在毕业设计中曾经帮助过我的良师益友和同学,以及在设计中被我引用或参考的论着的作者。
篇6:试析媒体在视听教学中的应用的论文
试析媒体在视听教学中的应用的论文
论文摘要:在语言学习环境下,视听法主要是指通过听觉和视觉刺激的模仿来培养学生的创造性技能。听觉和视觉媒体的功能主要体现在它的说明、娱乐和自动化等方面。认知的可视化要求多媒体视听教学应当最大程度地激发学习者的联想能力。
论文关键词:媒体;视听;教学
一张图片所表达的东西难道真的胜过千言万语·或者说一个声音真的胜过千幅画·无论怎么样,已经有很多人思考过关于视听媒体在外语课堂教学中的作用。许多教材都设法用图片自然而然地来表述一种通用的语言,即用它来替代这些语音和字素的体系。而一些方法却恰恰与这种设想相左,他们反而用拟声的方法来介绍语言的语义和功能特性。已有的研究一般也只是着重于媒体性的个别方面,如里希特(Richter)在《学习和媒体设计理论及其在多媒体语言学习中的运用》中就谈到了多媒体与发音训练方面的研究。(Richter,)。直到前几年才有人开始对电脑动画在语言学习过程中的应用进行研究。(Scheller,:kritischzumEinsatzauditiverVerfahreninsuggestivenMethoden)而如今从事媒体在语言习得中的研究已经具有行为主义的和理据性的特性。本论文将从多重价值教育的视角来讨论在外语教学中媒体应用的原则、前景以及所遭遇的困境以及由此而引发的对教学和语言学习的一点心得体会。
一、视听法和听说法的角度转换
在语言学习环境下,视听法的概念以方法而著称。它是20世纪四五十年代在行为主义学习理论的框架下发展起来的。其研究的主要问题是借助视听法来介绍接受能力的训练。也就是说,通过听觉和视觉刺激的模仿来培养学生的创造性技能。这个语言的学习过程通常被看作是下意识行为和能力的培养。据此,视听法首先关注的就是较长或较短模式(pattern)和块(chunks)的下意识培养。人们可以在新的教学方法、教材和数字化学习方案中找到很多关于视听法的构成要素和行为主义的方法论,但大多无章可循。(Roche,)视听法媒体概念下的媒体通常是指不仅传播声音还要传播图像的媒体,如电视、CD光盘、DVD光盘以及视屏光盘等。因此,最重要的学习和教授媒介,即在视听法产生之前以及在当今仍然具有视听功能与特性的教师被忽略了。不同媒体之间的组合在20世纪初期和中期还被认为是一件稀罕事的时候,但这在电子技术高度发展的今天已经在很大程度上成为一种标准。因此,曾经革新的并且突出了媒体功能的概念在特殊的教学环境中仍然是适合的。在这种情况下,当地的条件、合理的教学目标以及(更新)具有建设性的图片教学受到了限制。在通讯理论中,视听—交际是一个理论上合理的说法,尽管它在视听范围内从日常行为中以媒体为中介的大众交际的意义上而言并不总是有明确含义。
随着从功能性到技术性标准的转变,数字媒体的概念逐渐被人们所认可。在借助媒体学习语言的过程中,人们越来越强调学习者而非技术。在以行为为主导的课堂上最注重的是用语言达到真实交际的目的。年轻的一代在这种以交际为目的的语境下非常注重实效地操作这些不同的电子仪器。那些被软件开发者和教育学家们认为媒体中所具有新奇和娱乐性的东西反而掩盖了教学法上的落后,因此这些东西带来的影响只是短暂的。因为这些东西会导致学生在学习过程中产生无聊情绪和注意力不集中。只有通过多媒体设备创建和达到一个有意义的、真实的交流和学习的目的,教室里多媒体设置的配备才在一定条件下获得成功。然而,在媒体多元化的今天,什么东西更能够传达语言与文化呢·但是,如果人们认可了这种以真实情景为基础的教学法,那么对视听—媒体提出的质疑就与在文学和教师培训中所遭遇的质疑完全不同。特殊情况下,这只是一个关于人们如何以及在何时使用投影仪或者具体的或虚拟的照相机的问题。因此,或多或少还有一些由制造商印制的使用说明书。它涉及的是在外语学习和外语教学中不同的音频媒体和视觉媒体价值的确定,这其中有两项功能是相互关联的:真实语境下交流工具的功能和学习助手的功能。如果以日常生活和职场中的交际能力为教学培养目的的话,那么在教学媒体的使用过程中就应该更多地考虑到真实的演讲和写作动机、情景、上下文以及交流目标。因为在日常生活和职场中,媒体的应用是非常讲究实效性的,媒体种类的不同形式便应运而生(直接独白或对话形式的交流,电子通讯如电话、网上聊天、电邮、论坛、博客、维基以及视频会议等),当然也可以将这些交流形式运用在课堂教学中。但是,技术设备必须作为此类课堂教学的前提,设备要么是事先安装,要么是学生自备。而预期想到达到的能力、学习者的兴趣以及课堂主题才真正决定着对电子设备的使用。尤其是这些电子产品适合作为学习工具,如它们可以应用于电子文档处理程序、电子资源(字典、汇编或拼写检查等)、日程安排、问卷调查、设计和施工方案、订单、资讯节目(如天气预报)以及互动游戏等等。电子媒体的这些用途可适用于基础任务学习以及案例学习、创新性学习以及情景教学和跨文化语言教学。电子媒体本身的使用和具有文化特色的文本的差异性也可能成为外语教学中的一个问题。
为了达到教与学的效果,听觉和视觉媒体目前主要体现在实现它的说明、娱乐和自动化功能。比如说,借助图像可以建立与对象、事件以及过程之间非语言的联系。这就包括不同产品,如语义特征、国情研究、区域研究以及发音或发声部位等相关图解。从行为主义教学方法意义而言,这些功能合成可能最终起着语言产生过程中参考的作用。一般人们很少去关心应该用哪种媒体来提供这些视觉信息。该程序应该保持不变。而这种方法究竟在多大程度上达到了预期的学习效果,这在很大程度上还是一个未知数,因为在教学意图或预期与教学效果之间经常还会有很大的差距。近年来市场上的发音训练教材不仅描述了发声部位在口咽中具体位置,而且还将学习者与母语者之间的发声部位进行了详细的比较,并且通过示波记录模式将偏差与调准可视化。这有助于学习者分析和纠正错误发音。虽然我们无法否定这种表述的启发性价值,但是我们还是得指出它所存在的两个不可忽视的局限性:首先,正如在语音训练过程中所显示的那样,今天所拥有的技术不可能将语音信号分析到很精准的地步。结果便是:这种分析不到位;其次,有经验的说话者是不会按部就班地将这种可视性的图解提供的方法运用到发音过程中。声音的产生是一个自然而然的行为并且很大程度上超出了意识的控制。结果便是:有意识的纠错反倒以随机性为基础。听觉训练方法最好与发音的系统训练相配套,当训练的地点和时间有机地融合为一个行为链并且将训练对象语义化了的时候,那么这种训练就已经具有了内涵并且不再是机械的操练(比如在复数语素和ü意思差异上)。当然这并不排除在这样一个行为的语境下也会存在一个为语法和语音练习提供的短时的、突出重点的暂停(时间)。但这是一个与意义和重实效语境下的链接和反馈有关的建议。(比较:为此有点语音的描述德国电话号码簿中不同电话号码的可视性或者在具体诗中那些舞台的、漫画的以及文字的拟声词和文本)
二、认知的`可视化
根据多媒体教学的认知理论(cognitivetheoryofmultimedialearning)和双重编码理论(dualcodingtheory),会有两种不同的语义记忆子系统对(语音)语言和图片信息进行处理。在语言和物质材料被处理的同时又生成了两个不同但又得在同一时间点汇聚的、心理上的图像。由于脚本的来源大多以图解的描述为基础,因此同样可以通过视觉流程来处理字素和图片材料。事实上,同时处理、编辑语音—语言和图像信息是一个非常大的消耗过程,但是利用多媒体资源来学习却比单单使用词典和图片的效率要高得多。信息被分开处理和储存的时间越长,被限定的认知资源的利用率就越高。EngelkampundRummer和EngelkampundZimmer认为,分别处理之间的协调是一个连续的过程,这个过程早在学习说话以及说话的过程中就已经开始了。为了避免负担过重的影响,那么处理过程必须在时间和语义上高度协调一致,并且它还有可能进行更细微的分工。国情或区域信息中一个过早或过晚的一个插图都会影响到预期想要达到的积极效果。只有当语言信息与视觉信息同时显现的时候,才会在学习者那里产生积极的可持续性学习效果。
这种在语言教学领域的影响研究表明,语言学习程序的开发者根本还没有触及到问题的核心。值得一提的是,歇勒(Scheller)对语法动画的影响进行了深入的研究,这个研究是在以语法概念模式为基础上发展起来的,并且还采用了多媒体学习理论的参数。由此,这个研究就将有目的的使用动画延伸到了教学和教育领域。最为辅助语义化助手的动画将信息直观化,它除了提供大量的文本信息以外,还将句法学和形态学的原理直观化了。视觉信息和语言信息之间的这种有效结合促使了多种检索途径的深入发展和形成。在动画的作用下,可视化的结构就变得轻松易学且通俗易懂。很多情况下,逐步呈现比静止的展示更容易被学习者接受。因为比起静止的展示而言,分步呈现画面并非直接给出一个完整的结果,而是在学习者充满好奇的状态下逐步地将部分展现在他们眼前。这个过程无疑是一个激发学习者兴趣的过程。首先动画可以应用与语法结构的转换,因为这个时候动画可以是语法在结构的转换过程中清晰化和动态化。
语音、视觉、字素以及其他因素在激发大脑联想功能方面也起着重要的作用。比如,说话者发出“au”的音,那么听话者脑海里就会浮现出与这个音相关的单词,如Au、Auto、autonom、Aurora,Aurelia等等。当然,这种激活的强弱还跟上下文的语境有关。也就是说,语义的和语用的角度对被激活的词素和词位的选择起着关键性作用。中间环节的语义要素在此过程中被强烈地激活起来,其他的语义要素或被共同激活,但是须得经过上下文的筛选。激活扩散模式解释了这种相互联结的过程。在此,适当的视觉元素显然也发挥了重要的作用。因为视觉信息会在激活与选择的时候起着与语言环境(语境)类似的作用。对比研究表明,即使是在抽象概念被激活的过程中,通过隐喻化来实现的语义具体化也不容忽视。(Roche,)在不同的语言中同样可以观察到抽象概念的直观化过程,只是每个过程都深深打上了自己特有文化的烙印。因此,具有典型文化特色的隐喻化过程是描述抽象词汇最有效的手段并且同时视觉材料在此还可以助上一臂之力。
三、视听法在概况、接受美学和跨文化中的应用
在国情课中,视觉和听觉媒体在展示地域地貌、风景名胜以及民俗文化方面起着非常重要的作用。这当然是以多个课堂预期目标为基础。在这种课堂教学中,一般不会去考虑教学理论方面的需求。当然,这也就导致了与教学效果之间的矛盾。因为,展示给学习者的所有资料都是学习者认识和理解的基石。但是,凡事都具有两面性,图像的生动性在为语言教学提供帮助的同时,它也可能成为学习者交际能力培养的阻碍。一方面,从某种意义上而言,图像会随着语言的变迁逐渐巩固自己的地位;另外一方面,不同文化框架下具有典型文化特色的感知模式也只能是部分地对应并且它还会随着文化的变迁而发生改变。因此,一些关于利用以插图为主的视觉传输媒体来促进跨文化之间的交流的想法往往是不切实际的。另外一方面,媒体的接受美学潜能在教学法的应用过程中却没有得到充分的开发。越来越视觉化的交际和视觉、字形以及语音符号之间协作关系的形成为课堂教学提供了丰富的真实的交际和美学设计理念,比如涂鸦、笔法、著作、视觉、具体诗或音乐、声音实验和语音游戏、艺术电影中的字体电影和字体动画、片头和片尾字幕、商业广告以及音乐电视。(Packard,2006)对图像与声响的感知会随着人群的不同而发生改变,并且因此而形成具有典型文化特色的共性。它们以这些方式为洞察别人的思维方式和文化开辟了新的途径,同时这也是深入了解他国文化最适合的手段。采用符号学方法来教授语言或介绍文化的任务并不一定就能通过多媒体得以简单化。但是,不同语言之间日益交流的发展则更加要求教授者与学习者摆脱落后的交际以及教学方法,然后转向科学的基础研究以及缜密的计划、协调,从而获得教学实践所具备的教学技能。
篇7:串行接口键盘控制器SK5278及其在单片机系统中的应用
串行接口键盘控制器SK5278及其在单片机系统中的应用
摘要:SK5278是一种可管理16个按键的键盘控制器,该器件内部具有去抖动处理电路,可直接输出按键的键值编码,并采用串行方式与单片机或微处理器进行接口,使用该器件可简化单片机系统软硬件的键盘接口。文中给出了该器件的特点、管脚说明和使用方法,并以AT89C2051单片机为例给出了相应的接口电路及相应程序。关键词:键盘控制 串行接口 单片机 SK5278
对于以单片机为核心构成的智能仪器、仪表、工控设备及家用电器而言,构成人机交互的键盘接口电路是必不可少的,而相应的键盘管理软硬件设计却比较麻烦。简单的矩阵键盘存在着占用CPU软硬件资源多、响应速度慢、监控软件编制复杂等问题,专用的键盘接口器件如INTE8279、HD7219又往往具有LED数码管显示电路,如果仅使用其键盘管理功能,则存在硬件资源浪费,接口电路复杂,造价较高等问题,SK5278即是为解决上述键盘管理问题而推出的一款键盘控制芯片。
1 特点及引脚功能
SK5278是福州贝能科技有限公司推出的采用PIC内核的键盘控制器。该芯片采用4线串行接口,可与任何种类的单片机接口;它具有按键有效指示输出,可用中断方式管理键盘;其行线X0~X3与列线Y0~Y3可构成4×4键盘矩阵;SK5278的16键键盘控制器内含去抖动处理电路,因而可直接输出键值;此外,该器件的工作电源电压范围宽达4~6V;SK5278采用18脚双列直插DIP封装形式。其管脚排列如图1所示,管脚说明如表1所列。
表1 SK5278管脚说明
管脚号管脚名称管脚类型功 能
1DIOO数据输出端,读取键盘数据时,此脚在CLK上升沿输出数据2KEYO按键有效输出端,平时为低电平,当检测到有效按键时,此引脚变为高电平。读取键盘后,此引脚重新变为低电平3,14VDD 正电源4RST 复位端5VSS 电源地6~9X0~X3I矩阵键盘行线输入端10~13Y0~Y3O矩阵键盘列线输出端15OSCOO振荡输出脚,输出频率为RC振荡频率四分之一16RC 外接振荡器连接端,R=3.3kΩ,C=20pF时,振荡频率为4MHz17CSI片选端,该脚为低时,可芯片读取键盘数据18CLKI时钟输入端,读取键盘数据时,此脚电平的上升沿表示数据有效2 工作原理
SK5278可用行线X0~X3和列线Y0~Y3构成4×4矩阵键盘。同时在芯片内部可自动完成扫描、译码、去抖动处理等任务。当SK5278检测到有效的按键时,按键有效指示“KEY”引脚将从低电平变为高电平,并一直保持到按键代码被读取为止。在“KEY”为高电平期间,如果SK5278接收到“读键盘数据”命令,(即“CS”管脚变低),则输出当前按键的键盘代码,SK5278键盘代码的范围为00H-0FH。如果在接收到“读键盘数据”时没有按键按下,SK5278将输出FFH。在一次读键盘过程完成后,按键有效指示“KEY”将变为低电平。利用按键有效指示“KEY”与单片机的外部中断端相连,可完成具有中断的键盘监控功能,从而提高CPU的工作效率,(本网网收集整理)减少按键响应时间。
SK5278工作时需要外接RC振荡电路以供系统工作,RC元件的典型值为R=3.3kΩ,C=20pF,此时的.振荡频率约为4MHz,由于此振荡频率较高,故在印制电路板布线时,所有元件尤其是振荡电路的元件应尽量靠近芯片,并尽量使电路连线最短。
SK5278的RESET复位端在一般应用情况下,可以直接与正电源连接,在需要较高可靠性的情况下,可以连接外部RC复位电路,在上电或接收到RESET端的复位信号后,SK5278大约需要经过25ms的复位时间才会进入到正常工作状态。程序中应尽可能地减少CPU对SK5278的访问次数,以提高程序的效率。
值得注意的是,如果有2个键同时被按下,则SK5278只能给出其中一个按键的代码,因此SK5278不适合应用于需要2个或2个以上按键同时被按下的应用场合。如确实需要双键组合使用或组合增加键盘数量,可在单片机的某I/O脚接入一键与SK5278共同组双键键盘监控电路。
3 串行接口及时序
SK5278采用串行方式与单片机或微处理器接口,串行数据从“DIO”引脚输出,并由“CLK”端发出同步时钟脉冲。当SK5278检测到有键按下时,按键有效指示“KEY”变高,单片机检测到“KEY”信号变高后,便将片选端“CS”拉低,从而使得SK5278将取得的键盘数据在“CLK”引脚的上升沿从“DIO”脚依次送出。在单片机发出8个时钟脉冲后,即可从“DIO”端读取8位键值编码,该编码值的D7为最高位,D0为最低位,然后单片机再使片选“CS”变高,并使“KEY”端重新输出低电平,至此,读键值过程结束。SK5278的串行接口时序如图2所示。图中,T1表示从“CS”下降沿至第一个CLK上升沿的延时,典型值为15μs;T2为CLK脉冲宽度,典型值为10μs;T3为CLK脉冲时间间隔,典型值为10μs。
4 应用电路
利用SK5278串行接口占用单片机口线少及无键按下时无须CPU干预的特点,可以很容易地构成单片机的键盘接口电路,图3所示是AT89C2051单片机与SK5278构成的键盘及接口电路。图中,AT89C2051的P1.2、P1.3、P1.4口线分别与SK5278的“CS”、“CLK”、“DIO”端相连。为了提高按键的响应速度并减少单片机的干预。本方案将SK5278的按键有效指示端“KEY”与AT89C2051的外中断端INT0相连,由于INT0为低电平中断,故而加入了一级非门以使“KEY”反相后与其相连。与图3电路对应的键盘处理程序如下:
;位定义
COUNT DATA 70H
RXBUF DATA 20H
;I/O定义
DIO BIT P1.4
CS BIT P1.2
CLK BIT P1.3
;主程序
MAIN:MOV SP,#50H
MOV P1,#0FFH ;将P1口置为输入
SETB IT0 ;INT0为边沿触发
SETB PX0 ;INT0为高优先级中断
SETB EX0 ;开INT0中断
SETB EA ;CPU开中断
LCALL DL25ms ;延时25ms等待SK5278复位
;INT0键盘中断程序
INT0:LCALL RECEIVE ;读键值
MOV A,RXBUF ;键值送A
CJNE A,#00H,KEY-1 ;K0键未按下转下键
LJMP KEY0 ;K0键按下,转入相应键值处理子程序
KEY1:CJNE A,#01H,KEY-2;
LJMP KEY1 ;K1键按下,转入相应键值处理子程序
KEY2:…
……
KEY15:CJNE A,#0FH,KEYFH ;K15键未按下,中断返回
LJMP KEY15 ;KEY15键按下,转入相应键值处理程序
KEYFH:RET; 无键按下时中断返回读键盘值程序
RECEIVE:CLR CS ;读键盘数据有效
SETB DIO ;将DIO置为高电平输入状态
ACALL DL 15μs ;T1延时
MOV COUNT,#08H ;共八位数据
LOOP:SETB CLK
ACALL DL 15μs ;T2延时
MOV A,RXBUF
RL A ;数据左移一位
MOV RXBUF,A
MOV C,DIO ;读取一位数据
MOV RXBUF.0,C
CLR CLK
ACALL DL 15μs ;T3延时
DJNZ COUNT,LOOP
SETB DIO ;将DIO重置为高电平输入
ACALL DL 15μs
SETB CS ;读键盘数据无效
RET
5 结束语
应用SK5278键盘控制器可使单片机系统的人机交互键盘接口电路及监控程序变得简单容易,同时减少了对单片机软硬件资源的占用,因而该器件是构成少数单片机键盘接口电路的一种较好的选择方案。
篇8:串行接口键盘控制器SK5278及其在单片机系统中的应用
串行接口键盘控制器SK5278及其在单片机系统中的应用
摘要:SK5278是一种可管理16个按键的键盘控制器,该器件内部具有去抖动处理电路,可直接输出按键的键值编码,并采用串行方式与单片机或微处理器进行接口,使用该器件可简化单片机系统软硬件的键盘接口。文中给出了该器件的特点、管脚说明和使用方法,并以AT89C2051单片机为例给出了相应的接口电路及相应程序。关键词:键盘控制 串行接口 单片机 SK5278
对于以单片机为核心构成的智能仪器、仪表、工控设备及家用电器而言,构成人机交互的键盘接口电路是必不可少的,而相应的`键盘管理软硬件设计却比较麻烦。简单的矩阵键盘存在着占用CPU软硬件资源多、响应速度慢、监控软件编制复杂等问题,专用的键盘接口器件如INTE8279、HD7219又往往具有LED数码管显示电路,如果仅使用其键盘管理功能,则存在硬件资源浪费,接口电路复杂,造价较高等问题,SK5278即是为解决上述键盘管理问题而推出的一款键盘控制芯片。
1 特点及引脚功能
SK5278是福州贝能科技有限公司推出的采用PIC内核的键盘控制器。该芯片采用4线串行接口,可与任何种类的单片机接口;它具有按键有效指示输出,可用中断方式管理键盘;其行线X0~X3与列线Y0~Y3可构成4×4键盘矩阵;SK5278的16键键盘控制器内含去抖动处理电路,因而可直接输出键值;此外,该器件的工作电源电压范围宽达4~6V;SK5278采用18脚双列直插DIP封装形式。其管脚排列如图1所示,管脚说明如表1所列。
表1 SK5278管脚说明
管脚号管脚名称管脚类型功 能
1DIOO数据输出端,读取键盘数据时,此脚在CLK上升沿输出数据2KEYO按键有效输出端,平时为低电平,当检测到有效按键时,此引脚变为高电平。读取键盘后,此引脚重新变为低电平3,14VDD 正电源4RST 复位端5VSS 电源地6~9X0~X3I矩阵键盘行线输入端[1] [2] [3] [4]
篇9:浅谈基于嵌入式系统在教学中的应用论文
浅谈基于嵌入式系统在教学中的应用论文
论文关键词:嵌入式系统 Proteus ARM 应用
论文摘要:本文指出在嵌入式系统课程的各教学环节引入Proteus、ARM(重点介绍Proteus软件)软件,通过动态仿真模型的设计,能用到毕业设计以及创新设计当中。
1、嵌入式系统的概述
(1)从技术的角度定义:嵌入式系统是以应用为中心,基础是计算机,能够适应应用系统对功能、可靠性、及功耗严格要求的专用计算机。
(2)从系统的角度定义:嵌入式系统是能够完成复杂功能的软件和硬件的组合,并使其紧密粘合在一起的计算机系统。“嵌入式”反映出的这些系统是更大系统中的一个完整部分,称为嵌入式系统。
2、Proteus、ARM软件介绍
Proteus是由英国Labcenter公司开发的嵌入式系统仿真及开发平台,该软件具有以下特点:
(1)能进行智能原理布图;进行单片机软件调试和单片机与外围电路的协同仿真;满足单片机软件仿真系统的标准。
(2)支持常见的单片机类型和飞利浦公司ARM7( LPC系列) 处理器及常见的外围器件如8255,ADC0809。
(3)可以与Keil Version3,ADS1两个集成开发环境结合,,把用汇编和C语言编写的程序编译后,进行软、硬件结合的系统仿真。
3、Proteus软件的应用
3.1 Proteus软件在教学中的应用
在教学的过程中,老师可以将Proteus和Keil 建立的虚拟实验平台搬到课堂上,能够将实践教学和理论教学融为一体,从而让教学的效果得到提高。下面笔者引进一个实际的课堂教学实例。在讲到外部中断处理过程这一章节时,我们可以将Proteus和Keil进行联调,然后通过仿真处理的步骤,可将单片机处理中断的软件执行过程以及单片机内部资源变化的情况以一种直观地感受呈现给学生,从而能够达到单纯的理论教学难以达到的效果。
在运行Protues软件的`状态下,按住Proteus中的电路闭合键,P3.2引脚会有一个下跳沿,PC= 0x0003H,指向AJMP INT0的转移命令,堆栈的指针SP= 0.9H,数据存储器的0.8H和0.9H单元存放着0.1H和0.5H,即该处存放着下一条指令的地址。因此,学生能够迅速的知道,当外部有中断地请求时,程序的自动存储功能可以保存断点的地址,同时程序将会转到中断服务程序的入口地址,因为中断请求是由外部中断0产生的,因此程序就会转到外部中断0的入口地址0003H。通过外部中断执行的例子我们可以看出,在课堂教学上使用Protues和Keil 联调建立的实验平台,我们可以将许多抽象概念直观的介绍给学生,使学生不仅能观察到软件执行时单片机内部的I/ O口和存储器的变化,还可以观察到软件程序和外围电路之间的互动过程。
3.2 Proteus软件的应用
目前所拥有的单片机实验教学包括两个关键的环节,即课内的实验以及课程的设计。所有的实验操作步骤基本上都是在实验箱上完成的。由于受硬件实验箱结构以及资源的限制,学生在做实验的时候不能将所学的知识和软件充分的融会贯通。所以当我们的学生进行自主设计的时候,很多的学生几乎无法完成综合性的实验。假设采用了Proteus软件的仿真实验,就可以弥补硬件实验能力的不足。基于Proteus软件的实验可以分为以下3个阶段。
(1)验证阶段。此阶段的主要任务是让学生熟悉Proteus与Keil软件的运行环境,使学生对单片机虚拟系统的仿真有自身的认识。实验指导方面的教材只需要列出实验的任务和要求、Proteus软件的实验原理图、操作的步骤、流程以及和程序相关的源代码等。学生就可可自行根据实验步骤或实验操作得到录像进行操作、调试,以及观察程序的运行结果。
(2)程序设计阶段。这个阶段主要是培养学生用Proteus绘制系统原理图,以及使用Keil软件进行源程序设计的能力,学生可以根据实验的原理图用Proteus绘制硬件电路图,按照实验的要求完成程序的设计,在Keil的环境下编写出源代码,调试成功后,加载程序到Proteus硬件图仿真。
(3)综合学习阶段。此阶段的主要目的是激发学生学习兴趣,提高学生的主观能动性、以及培养学生的创新能力。学生自主的根据实验的任务和要求设计出硬件额电路(包括CPU型号、元器件及参数的设置等) 并绘制出Proteus的硬件原理图;根据硬件的功能模块对软件进行设计。完成对软硬件设计之后,需对两者进行联调,充分利用Proteus与Keil软件间的联合仿真的功能,及时的发现并改正硬件电路以及程序源代码的错误。系统仿真成功后,再进行实物的制作。在对课程的设计环节中,需要学生在Proteus环境下绘制出硬件的电路图,在Keil软件中编写出设计程序的源代码,并且在设计硬件电路时后尽可能的考虑到实验箱的有限资源,便于在Keil中编写的程序能够更好的被移植到实验箱上。学生可以针对不同的应用类型,选择最适合的单片机,而不是仅仅局限于课堂上常讲解到的单片机。学生也可在联合仿真成功之后,再去进行电路的焊接、软件系统的调试以及程序的固化等,可以避免因设计方案的不正确所造成的不必要的浪费。
4、结语
Proteus和ARM的嵌入式软件在教学中的运用,能充分的利用机房的现有设备,减少了实验设备的硬件维护又与实际的工程系统接近,拉近学习和就业之间的距离。实践证明,这种嵌入式的教学方法不但能降低成本,经济优势明显,而且还具有较高的推广价值。
参考文献
[1]万军,马正华.嵌入式系统及应用课程实践教学的研究[J].中国现代教育装备,(15):7779.
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[4]王玮,曹会宁.Proteus仿真软件在单片机一体化教学中的应用[J].机电产品开发与创新,2009,22(5)
篇10:信息化系统在建筑管理中的应用论文
信息化系统在建筑管理中的应用论文
随着社会的发展,人们对教育后勤工作日益重视,我国也逐步颁发了各类政策用于扶持教育事业,其中就包含了后勤管理事业,在高校后勤管理中,各类建筑及建筑设备的管理是重中之重[1]。目前,高校的后勤管理工作已逐渐和高校分离,本校已处于完全分离状态,为了能够适应新的发展要求,本校的后勤建筑管理引入了新的模式,结合当前信息化发展的趋势,将多种信息化手段引入,综合应用于高校建筑管理工作中,增强管理工作的实时性和效率[2]。随着计算机技术的普及与成熟,高校后勤管理进入了数字化时代,大量繁杂的数据通过数据库关联,极大的方便了后勤工作的管理[3]。在高校建筑的后勤管理中,应当包括师生住宿、教学用房管理、建筑设备和资源管理、车辆的管理等信息,从而合理的调配高校资源,方便办公,加强后勤人员内部的信息交流沟通,能实现快速实时的反应机制,提高问题的解决速度和效率,并为领导人员决策提供依据。研究落实高校建筑信息化管理系统,能够提高本校后勤管理工作的效率,增强建筑的利用率,保证建筑设备的正常运行,节约后勤管理工作的成本,是未来高校建筑管理发展的必然趋势。
1高校建筑管理信息化系统的需求分析
高校建筑管理全面负责了所有师生的后勤保障工作,因此,后勤建筑的管理应该包含学生的宿舍管理,固定资产管理,建筑设备维修管理,日常办公辅助等主要功能。针对本校实际情况本系统基于B/S构架开发,不用安装任何特殊的软件只需通过浏览器即可完成操作服务[4],成本低廉、维护与运营方便。根据本校后勤管理工作的实际业务需求,如图1高校建筑信息管理系统需求分析,本建筑管理系统应当能够承担以下工作:宿舍管理:本校采用全寄宿制教学方式,对所有在校生以宿舍为单位进行居住管理,保证信息的实时性和规范性。教学建筑管理:教学建筑是高校建筑的主体,是日常使用的重点,这类建筑的管理应首先保证正常的教学排班,再进行实时的建筑维护。固定资产管理:随着教育事业的发展,本校的各类建筑智能化设备,办公自动化设备和先进的电子实验设备不断增加,这些设备数量多,分布广,对使用房间往往具有特殊要求,需要定点定位的进行管理。维修管理:以上建筑内各式各样的设备,在频繁使用过程中必然会出现故障问题,及时的做出维修管理、故障申报、定期保养等工作是十分必要的,完善此部分内容能够提高设备使用效率和寿命。信息聚合:以上这些建筑信息应当能够做到实时的聚合,精细划分类别,方便查询管理。日常办公:系统开发的目的是方便后勤工作的开展,因此需要将计算机技术和网络技术相结合,制作一个信息化的办公平台,平台操作简单方便,切实做到提高办公效率。系统维护:该部分用于开发管理人员进入系统内核维护,同时预留出未来扩展功能模块的接口。
2高校建筑管理信息化系统的详细设计
本系统的使用人员主要为系统管理员和后勤管理人员,但也需要面向教师与学生[5]。系统管理员拥有最高权限,能进行系统的基础数据修改,权利范围最广,能够对其他用户进行权限分配[6]。在深入了解本校后勤管理部门需求的基础上,对系统的功能模块进行划分和设计,系统功能模块结构图见图2。
2.1宿舍管理。宿舍是校内建筑的重要构成,宿舍管理模块的目的是帮助学生管理宿舍,提高宿舍管理的'效率和规范化管理流程,减少后勤部门的宿舍管理费用,也便于教师和学校领导及时了解学生的信息,从而提高决策水平。本模块包含了宿舍信息维护的主要功能,宿舍的分配,来访登记,宿舍查询等,涉及到后勤管理人员和教师等主体人员。对于管理人员来说,可以操作模块的所有子功能,而作为教师,只有分配宿舍和查询等操作的权限。宿舍信息维护是指关于宿舍所有信息的管理和维护,宿舍信息指的是宿舍楼的楼号、房号、床位数量等,该模块应该能够对宿舍的这些信息进行添加、修改、删除等操作,实现宿舍管理的信息化。宿舍分配是指对空闲宿舍,床位和其他信息的操作配置,管理员用户和教师用户通过设置一定的查询条件,如宿舍楼、宿舍号等,将这些空缺分配给确定的学生。通常在开学的时候,宿舍都是空的,因此可以把相邻近的宿舍成组分配给新入学班级,再由班主任或辅导员进行批量分配工作,同时将分配结果保存到系统数据库中,方便以后的查询操作。来访登记是指登记非本宿舍人员的访问,提高学生人身和财产的安全意识,方便查询,所有外来人员必须登记信息,包括到访时间、宿舍号、来访人数,一旦发生问题,可以对来访人员进行快速查询。
2.2教学建筑管理。教学建筑是高校建筑的核心,它包含了一般教室,多媒体教室和实验室,本校为了加强管理,还以班级为单位分配了夜间固定自习室,面对日常教学中大量课程的进行要求,教室分配成为后勤工作的重要组成部分。教学建筑管理模块被分为教室分配,教室状态查询,教室预约三个模块。教室分配是在每学期开学之前,后勤管理人员根据每个院系的课程排布要求和教学设备使用要求等,对校内全部教室进行初步分配,分配结果由各院系教师提出修改再进一步进行分配,本部分只能由后勤部门进行操作。教室状态查询面对能使用系统的全部用户,教师和学生可以在网络上查询到全部教室是否被使用、维修、预约等状况,后勤管理人员可以修改这些教室当前和未来的状态,方便其他用户查询。教室预约是让教师和学生可以在课余时间预约教室开展活动的功能,教师或学生用户在网上提出空闲教室使用申请,由后勤管理员审批批准,该功能能够方便学生开展社团活动,教师组织班级活动。
2.3固定资产管理。随着高校的发展建设,越来越多的建筑设备、办公设备、实验设备被引入校园,这给传统的固定资产管理带来了很大的困难,这部分的管理工作已经被高度重视,本模块由管理学院提出管理方案,经过多名专家审批,汇总出一套科学的管理流程,包含了资产信息管理,资产领用,资产转移,资产信息管理四个部分。
2.4维修管理。维修管理模块包含了设备的维修申报、审批、处理、统计等内容,面向所有用户,由后勤管理员、学生或教师提出申报,填写维修申请单,上报设备故障和基本情况,后勤管理员接受申请并安排维修部门进行维修,同时更新设备的状态为正常或维修,维护统计是指对所有设备的维护统计,包括维修次数、故障次数等,便于进一步分析。
2.5信息聚合。信息聚合是指将许多信息聚集在一起,为管理者提供更科学的决策依据。根据高校建筑管理的实际需求,该模块应能够进行学生信息查询、教师信息查询、教室使用情况查询、宿舍使用情况查询、设备使用情况查询等。教师和后勤人员能够对全部学生信息进行查询,查询结果被统一显示,方便教师对学生信息的全面了解比对,对学生实施更好的管理。教师信息查询是为了方便学校领导充分了解教师的情况。
2.6日常办公。后勤管理人员在日常办公中应用到的基本功能主要包括:通知公告、电子邮件、日程安排、个人设置。通知公告是用来进行信息发布和查看,站内邮件是指为用户提供邮件的方式进行日常的公务联系,日程管理是指对办公人员的办事日程进行管理,个人设置是指用户根据自己的需要进行个人信息的设置、管理与维护[7]。
2.7系统维护。信息维护指的是对系统中所有基本信息进行管理和维护。系统权限是开发员指定分配不同的用户权限,为了提高系统的安全性,用户还可以更改权限。清除缓存的目的是为了提高系统的运行速度和响应速度。
3高校建筑管理信息化系统的运行结果
根据本校的实际需求,开发出的高校建筑管理信息化系统开发运行结果如图.
4结语
高校建筑信息化管理系统依托于先进的计算机技术和网络技术,为后勤管理带来了极大的便利,本文对高校建筑后勤管理的方案进行了深入分析,广泛采纳教职工、学生、开发人员、后勤管理人员的意见,开发出了一款适合本校后勤建筑管理的软件。该软件在实际运行过程中能够满足用户的全面需求,提高了本校后勤工作的效率,在未来的开发过程中,还可以考虑加载教师宿舍、食堂建筑、办公建筑等的管理模块。
参考文献:
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[4]IvanTirado.Businessorientedinformationsecurityrequirementsdevelopment[A].Proceedingsofthe5thannualconferenceonInformationsecuritycurriculumdevelopment[C]..
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[6]李旻玥.济南幼儿师范后勤管理系统的设计与实现[D].济南:山东大学,2009:21-25.
[7]兰银卫.高校后勤集团预算管理方法及其应用[D].北京:北方工业大学,:21-23.
篇11:论文:新媒体技术在博物馆中的应用
论文:新媒体技术在博物馆中的应用
【关键词】新媒体;数字化博物馆;文化传播
【摘要】随着信息科技的飞速发展,数字化多媒体技术出现并日益发展,新技术带动了新媒体的发展,让博物馆文化传播也有了全新的概念。本文从新媒体技术与博物馆整合的必然性、新媒体在博物馆展示中的作用、新媒体展示技术的定位与“尺度”等三个方面展开论述,试图讨论在新媒体技术的指引下,如何重新认识并定义博物馆,如何更好地发挥博物馆价值,发挥数字化博物馆优势,使博物馆建设更加符合时代需求,更加贴合大众需求。
西方著名社会学家、后现代理论家尚?布希亚(Jean Baudrillard)在《物体系》一书中提到:“科技演进和物的结构变化实为一体……物品最具体的一面便是科技。”[1]具体到以展品作载体的博物馆来讲,信息科技及多媒体技术的发展,必然会为其提出一个全新的认识基础,一种全新的文化传播境界,这其中尤以新媒体技术的出现为重。
什么是新媒体?新媒体就是新的科学技术下出现的媒体形态。它能为受众提供个性化的内容,使传播者和接受者能够进行交流。当今,新媒体的应用在人们生活中唾手可及,如数字报刊、手机短信、公交电视、网络、触摸媒体、微博等。具体到博物馆行业,新媒体表现为视频、投影、互动体验、数字展品、语音服务、虚拟技术、二维码、物联网等多种媒体技术,它们利用科技手段并配以多种呈现方式,为观众打造更具感染力、互动性更强的参观体验,开辟了观众参与的新天地。
本文试图在信息技术和新媒体技术不断进步和发展的条件下,讨论如何重新认识并定义博物馆,以更好地发挥博物馆价值,发挥数字化博物馆优势,使得博物馆建设更加符合时代要求,更加贴合大众需求。
一、 新媒体技术与博物馆整合的必然性
1. 新时代博物馆文化传播的需求
国际博物馆协会对博物馆的定义为:“博物馆是为社会和社会发展服务,并向公众开放的非盈利永久机构。它以研究、教育、欣赏为目的,对人类和人类环境的见证物进行搜集、保存、传播和展览。”博物馆在研究、搜集、保存、整理文物的同时,还具有传播文化、宣传教育等功能。这一定义明确指出了博物馆的中介性,这种形式的中介性在于它的公共特征――即强调交往、建立同感等。博物馆文化发展到今天,随着人们精神文化需求的提高与国民文化素质的提升,博物馆正逐渐进入人们的精神文化生活,这种中介性在现今社会认识论层面上起到的作用越来越大。随着信息科技的飞速发展和数字化多媒体技术的出现并日益发展,新技术带来的新媒体让文化传播有了全新的概念,即用信息传播文化,用数字化承担博物馆文化传播所具有的中介性。
古老而厚重的文化与新型科学技术的整合,是当前时代的必然需求。以数字化、网络化为代表的信息采集、保存和传播,正在以前所未有的方式和速度凸现和推动着博物馆文化公益性、公共性、公众性的实现,即推动或带动博物馆文化核心价值在最大范围内的实现。这样的全新传播方式不仅会为博物馆文化传播创造种种可能,还会给公众带来博物馆文化的全新体验。
2.视觉文化的导向作用
美国纽约州立大学学者尼古拉?米尔佐夫(Nicholas Mirzoeff)在《什么是视觉文化》一文中提到:“视觉文化研究的成败可能有赖于它从跨文化的角度思考问题,要面对未来,而不是后视镜般的人类文化学方法作为传统,亦步亦趋。”[3]而对于博物馆,现代技术的发展以及20世纪中后期社会文化转向的思潮一直在解构着旧有的学说,这使得博物馆学期待着脱离总体化预设的局限,并趋向于成为一种跨学科场域的学术活动,使自己除自身外还包括自身所涉及到的其他学域。这种视觉文化与博物馆学跨学科间的交集,就包括信息及数字多媒体方向的中和――即博物馆的数字化。
上个世纪初,图像或是影像技术的推广,宣告着机械复制时代的到来,这使得人们不得不重新审视复制技术与所复制品的定位,并最终演化成对语言观念发起的挑战。海德格尔认为,现在已经进入了一个世界图像的时代,“从本质上看,世界图像并非意指一幅关于世界的图像,而是指世界被把握为图像了”[4]。就像语言叙事代替了传统的主客二分认识论一样,视觉叙事代替了语言叙事,成为这个时代认识、理解知识,进而理解世界的主要方式。在博物馆,从语言中心到图像中心的转变,起初是老照片或摄影作品的展示,随着技术的进步,最终演进为数字展示技术。如果说以往展品配文字注释或者专人讲解的展陈方式可以算作语言文化的话,那么我们没有理由不认为数字展示技术亦可算作一种视觉文化。博物馆以数字陈列、数字影像这样一种技术手段,以及一种既在场又不在场的全新的与参观者的交往方式来展示文物、解释背景、感悟事件、传递信息,甚至呈现隐而不显的事实,已经变得越来越重要了。
二、 新媒体在博物馆展示中的作用
1. 展览形式的多样性
特定的时代特征总是对应着特定的被建构的知识。当我们讨论展览的策划和展品的选定时,就会发现这样的情景:“博物馆在拣选知识以及呈现观念、形象时,都要经过某一个权利系统的运作,而这样的权利即是来自于博物馆界与其所处社会和人民的能力。”[5]这种选择总是处在一种既定的认知前提下,而也正是这种限制,使得现在的博物馆展览形式以及手段相对单一。这种以往的经验模式,我们可以借用德国社会学家阿诺德?格伦(Arnold Gehlen)关于文化凝固的论述:“现代文化中所固有的可能性都已得到充分的发挥,其反面可能性和反题亦已被发掘和加以接受,从今往后改变前提变得越来越难以想象……在文化这样一种如此活跃和负载的领域中也会感到凝固化的存在。”[6] 但是知识并非是亘古不变的',这种既定模式在提倡多元化差异性的思潮和现代化信息技术的实践中日生变数,并冲破以往认知中的种种固有可能性。
可以这么说,这种展览形式多样性的表现是随着时代的演变而不断丰富的过程。在某种程度上,新媒体技术的发展丰富了这一点,新媒体技术已经越来越多地作为各个博物馆展览的辅助形式或主流形式之一而出现。新媒体使用视频、投影、互动体验、语音服务等多媒体技术,构建了更为丰富的博物馆知识体系。新媒体技术可以配合传统实物的展陈形式,以智能手机为平台,以二维码技术为辅助,使观众获得在传统实物配以说明文字的形式中所无法完全呈现的关于展品的文化内涵和历史沿革等海量信息,甚至还可以与同一时期或不同时期的其他文物进行比较,使不同专业、不同文化程度的观众能够真正读懂展品本身所蕴含的意义。二维码导览在中国国家博物馆已逐渐全面推广,不只应用于“古代中国”“复兴之路”两个基本陈列,在专题展“道法自然――大都会艺术博物馆精品展”展出期间,二维码总扫码数量就已超过41万次,其中最受关注的作品梵高的《柏树》有1.7万余人进行了扫描。
当然,新媒体技术在博物馆展览中的应用也可以脱离传统的实物展厅,设立一个真正的数字化展厅。经过数字采集、数字建模并运用虚拟现实、三维投影等技术,向观众展示出来的展品更具有感染力。同时观众也可以与文化、文物互动体验,大大提高观众的参与度,从而抹平参观时的距离感。同时,数字展厅还有助于文物的安全保护,数字化、虚拟化的展品省去了每一次布展、撤展时不可避免的因搬运、摆放等操作而带来的安全隐患。
另一方面,从博物馆的宣教职能出发,新媒体技术的应用使得博物馆的开放性踏上了一个新的台阶。传统博物馆入馆参观的形式受到场地、空间、地域等各种因素的制约,是远远不能满足中国这个人口大国的需求的。新媒体技术将博物馆藏品数字化,并以数字化的方式传播。这种可以让观众自主选择展品并了解其详细信息的传播形式,包括数字博物馆、博物馆微博、网络杂志、手机APP、博物馆网站等各种传播渠道,已经为诸多博物馆所应用,这种方式使得在场或不在场的参观者都对博物馆产生了亲近感,拉近了博物馆与观众间的距离。数字化、新媒体技术的到来使得展品的展示空间得到前所未有的扩展,为博物馆展览形式开拓了新的道路。
2.博物馆传统结构的转向及再现式的展示
最早的博物馆建于公元前3世纪,埃及的托勒密王国在自己的都城――亚历山大城创建了一座专门收藏文化珍品的缪斯神庙。起初的博物馆是以研究作为自己的基本职能,随着文艺复兴运动以及航海事业的兴起,随着启蒙运动后知识地位的转变,随着文物分类、文物保护等技术的出现,博物馆逐渐转向以藏品展示为中心。观众来博物馆参观,观赏文物并阅读其文字说明成为当时主流的展陈形式,而这种形式在现今仍占主流。
这种展陈方式我们可以理解为参观者对展品进行建构的过程的特定再现途径。这种再现正如海德格尔所言,是主体(参观者)对面前客体(展品)进行想象思考或直观认知的过程,客体是被主体所认识、被再现的东西,而主体则是客体的载体。这一点在博物馆从征服者聚敛战利品的场所转化为以展品、藏品为中心,注重物质文化遗产保护之后发生了转变,主客体形态从之前的征服性模式转变为相互依存的关系。而博物馆传统的陈列形式也被局限在一种相互被动的体系中。直到1946年国际博物馆协会在法国巴黎成立,1974年协会对博物馆进行了明确的定义,将公益性定为它的首要职责。这种公益性概念正是随着科技的演变以及人们全新的文化意识的转变而提出的,这种改变试图用技术的手段去找到在博物馆范畴中主客体再现关系的一种平衡点。
三、新媒体展示技术的“尺度”
数字技术发展以及虚拟化的到来使得不少学者认为,由于再现与现实辩解的模糊化,以及符号与其所指涉的真实的无差别化,而导致了现实意义的失真、历史厚度的削弱、艺术品世俗化、博物馆文化价值的消解等现象的出现。但是,新的改变并不意味着传统的消失。麻省理工媒体实验室主任、《连线》杂志资深专栏作家尼葛洛庞帝(Nicholas Negroponte)在《数字化生存》中指出:“我们已经进入了一个艺术变现方式得以更生动和更具参与性的新时代,我们将有机会以截然不同的方式,来传播和体验丰富的感官信号。尽管这种做法似乎把重要的艺术作品全然世俗化了,但数字化使我们得以传达艺术形成的过程,而不止是展现最后的成品。这一过程可能是单一心灵的迷狂幻想、许多人的集体想象或是革命团体的共同梦想。”[7]当然,尼葛洛庞帝把重点放在了转变上,这也正说明了这一新的转变的必然性与重要性。
让观众用一种易于接受、“乐于把玩”的方式去参观并了解博物馆诸多文化资源固然是好,但同时也需要把握好尺度。当我们做数字展示或者新媒体传播时,如果不重视博物馆资源的丰富文化内涵和悠久历史底蕴的话,往往会步入折中主义的误区――做什么都行,只要顺应公众娱乐化的需求,或者受到流行文化、快餐文化、功利主义的风化而造成审美标准的缺失,从而对博物馆本身造成负面影响。同时也应意识到,过分专业与晦涩的表达会造成与普遍受众的疏离与阻隔。所以在数字展示、传播的方式上、内容上不能急功近利、亦步亦趋,需要明确方向,掌握分寸,把握尺度。这种分寸与尺度就是参观者的理解能力与数字展示的平衡点――我们如何在通过技术手段抹平参观者距离感的同时,又能做到使展示内容具备丰富的文化内涵。
我们需要知道,博物馆是为公众提供知识、教育和输出文化教育的公共机构,而在博物馆中最能体现现代技术与传统文化相结合的就是新媒体展示技术。在我们定义这其中诸多数字展品的意义时,需要十分明确一点,即数字展品的意义并不是只以功能决定的物, 也不是为分析方便而进行分类的物,更不是为攫取利益而产生的物,而是通过技术扮演着重要角色,使得参观者通过它在某种程度上与文化产生关联的物。对于这种关联,我们可以理解为展品与参观者的某种交往式或者交互式的概念。在这种概念的先决条件下,在数字展品内容的选择上,不应没有一个审美标准,更不应为了取悦观众而降低自身应有的素质。应在本着提供知识、弘扬文化的前提下,用技术手段搭建展品与参观者之间的桥梁。
新媒体在展览展示上的实际应用,就是用各种媒体应用之间的融合吸引观众,并与观众交往互动。这种交互方式是双向的,从而避免信息接收的单向性所造成的困扰,这样观众在参观时,视觉、听觉、触觉等感官被全方位地调动起来,从而在达到输出文化的目的的同时,又能让参观者真正、充分地获得正确的有价值的知识。这种交往方式的最终目标以及我们为此所做的一切努力,正是为了让参观者不论在博物馆、文化遗产地,还是在任何地方,都能与历史文化进行直接交流,更加拉近二者的距离,让传统文化给人以全新的感受。这种感受正如美国著名学者詹姆逊(Fredric Jameson)所言,它是“一种倾向于更完善的现代化境遇中所获得的东西”[8]。
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