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新式具有断电保护的无源矩阵寻址的数据存储设备

阅读:910发布:2020-05-28

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1.本发明新式具有断电保护的无源矩阵寻址的数据存储设备在用于减少与采用无源矩阵寻址的数据存储装置特别是存储器设备或传感器设备中的干扰电压相关的有害现象的方法中,符合寻址操作的电位的施加通常以时间协调的方式根据电压脉冲协议来控制;
在寻址操作中,数据存储单元借助第一激活电压脉冲被设置到第一极化状态,然后根据电压脉冲协议,第二电压脉冲被施加,其可以是极性与第一电压脉冲的极性相反的第二激活电压脉冲,并用于将数据存储单元切换到第二极化状态;由此将寻址单元设置到通过寻址操作指定的预定极化状态;该装置的数据存储单元被设置在两个或更多电分隔的段中,使得对于装置来说每个段包括分开的物理地址空间;在寻址操作中,数据被引导到段,该段是根据关于在段中在先的和/或规划的施加激活电压脉冲的信息来选择的。
2.本发明新式具有断电保护的无源矩阵寻址的数据存储设备该数据存储装置采用无源矩阵寻址,特别是存储器设备或传 感器设备,其中该数据存储装置包括多个数据存储单元,用于存储如 通过在每个单元中设定的特定电荷值给出的逻辑值,其中每个数据存 储单元包括呈现磁滞的电可极化存储材料,特别是电或驻极体材 料,其中这些单元被物理地设置在一个或多个矩阵中,其中所述矩阵 中的每一个给这些单元提供了无源矩阵可寻址性,其中每个矩阵包括 第一和第二电极组,其中每一组的电极平行设置,一组电极形成字线 并且另一组形成位线,其中字线电极和位线电极互相交叉设置并且与 存储材料直接或间接接触,其中该装置的数据存储单元被实现作为在 字线和位线的交叉之间或交叉处的大存储材料中限定的类电容器 元件,并且通过在字线和位线之间和在限定在其间的数据存储单元 上,施加大于对应于存储材料的矫顽电场的矫顽电压Vc的电压Vs的 激活电压脉冲,可以被设置为至少两种极化状态中的任一种或者在其 间被切换,其中电位的施加符合寻址操作,并且其中在寻址操作中施 加到所有字和位线的电位以时间协调的方式根据预定电压脉冲协议 来控制, 其特征在于,借助寻址操作中的第一激活电压脉冲,将被寻址的 数据存储单元设置到第一极化状态,其间至少在第一激活电压脉冲的 一部分持续时间下,依赖于电压脉冲协议的每个位线可以与用于检测 数据存储单元的极化状态的感测装置相连;依赖于电压脉冲协议施加 第二电压脉冲,其可以是与第一激活电压脉冲的极性相反的第二激活 电压脉冲,并且将被寻址的数据存储单元从第一极化状态切换到第二 极化状态,使得被寻址的该单元被设置到通过寻址操作指定的预定极 化状态,在两个或更多电分隔的段中提供采用无源矩阵寻址的数据存 储装置的数据存储单元,每个段包括数据存储装置的分开的物理地址 空间;以及将寻址操作中的数据引导到段,该段是根据关于在段中在 先的和/或规划的施加激活电压脉冲的信息来选择的。
3.本发明新式具有断电保护的无源矩阵寻址的数据存储设备存储器包括列解码器电路;电路构造为接收列地址选通信号、列有效信号和列地址信号;电路构造为:如果列地址选通信号和列有效信号处于第一逻辑电平,则传送列地址信号至列解码器,并且如果列地址选通信号和列有效信号其中之一处于不同于第一逻辑电平的第二逻辑电平,则存列地址信号并传送锁存的列地址信号至列解码器;
包括: -列解码器;和 -电路,构造为:接收列地址选通信号、列有效信号和列地址信号; --如果所述列地址选通信号和所述列有效信号处于第一逻辑电平,则传送 所述列地址信号至列解码器;和 --如果所述列地址选通信号和所述列有效信号处于不同于第一逻辑电平的 第二逻辑电平,则锁存所述列地址信号并传送锁存的列地址信号至列解码器;
基于Linux的UDP传输
在Linux环境下采用UDP传输数据时不用考虑底层实现,因为操作系统已经承担了绝大部分事情,使用Berkeley套接字可以很方便的达到目的;套接字有三种类型:流式套接字(SOCK_STREAM)、数据报套接字(SOCK_DGRAM)和原始套接字;面向连接的流式套接字使用TCP,面向无连接的数据报套接字使用UDP;如果使用无连接的数据报套接字编程,程序的流程可以用表示;基于Linux的UDP传输流程第四章基于Linux的软件设计;
程序首先用socket()函数生成一个套接字,然后用bind()函数将套接字绑定到指定端口(这一步有时是可省略的,譬如需要系统随机选择发送端口);主要发送和传输内容由函数完成,recvfrom()是阻塞函数,程序在接收到有效内容前不会往下执行;最后通讯完成,关闭套接字;
简单文件传输协议(TFTP)是为客户和服务器间不需要复杂交互的应用程序而设计的;
TFTP仅限于简单文件传输操作,不提供访问授权;由于TFTP局限性较大,TFTP软件比FTP小得多;TFTP不需要可靠的数据流交付服务,它运行在UDP或其他人和不可靠分组传输系统上,使用超时和重传保证数据块到达;发送端采用固定大小(512字节)的块传输文件,并在发送下一块前等待对每个块的确认;接收端每收到一个块后都加以确认;
TFTP的规则很简单;发送的第一个分组请求文件传输,并建立客户与服务器之间的交互,分组指明了文件名,并指定是要传输方向(读/写);文件块从1开始连续编号;每个数据分组包括一个首部,指明传输块的数目,并且每个确认包含被确认的块数;少于512字节的块标志文件尾;可以在数据或确认的位置上发送差错报文,差错将中止文件传输;
一旦发出了读或写请求,服务器使用客户的IP地址和UDP协议端口号识别后续操作;
因此由于对称性,TFTP重传非同寻常;通信双方各自实现超时和重传;如果发送端超时,它将重传丢失的数据块;如果负责确认的一端超时,它将重传丢失的确认,让两端都参与重传将有助于保证在丢失单个分组时传输不会失败;
在Linux下,使用TFTP传输文件是必须采用基于命令行的软件tftp或其他类似独立软件;采用这种方法虽然保证了基于UDP传输的可靠性等问题,但是无法整合到自己编写的程序中去;不论是上位机PC或者是嵌入式系统上的应用程序编写,采用TFTP传输的想法是没有可行性的,但是其实现思路与原理却可以借鉴,也就是让自己编写的应用程序实现与TFTP协议类似的文件传输或数据传输无连接和尽投递的服务,构成了因特网数据传输的基础;TCP(传输控制协议)在IP协议提供的服务基础上,TCP协议软件增加了若干机制,提供面向连接的可靠的流投;
本发明新式具有断电保护的无源矩阵寻址的数据存储设备具体包括如下特性:
面向流;应用程序之间传输的数据可视为无结构的字节流(或位流),流投递服务保证收发
的字节顺序完全一致;
面向连接;数据传输之前,TCP模块之间需要建立连接(类似虚电路),其后的TCP报文在此连接基础上传输;
可靠性;接收方根据所收到的报文中的校验和,判断传输的正确性:如果正确,进行应答,
否则丢弃报文;发送方如果在规定的时间内未能获得应答报文,自动进行重传;
缓冲传输;TCP模块提供强制性传输(立即传输)和缓冲传输两种手段;缓冲传输允许将
应用程序的数据流积累到一定的大小,形成报文,再进行传输;
全双工;TCP模块之间可以进行全双工的数据流交换;
现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命;在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由"机械电气化"迈入了"机电一体化"为特征的发展阶段;其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化;
本发明新式具有断电保护的无源矩阵寻址的数据存储设备 机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术;在知识大爆炸的今天,科学技术日新月异,新材料、新设备、新工艺和新技术不断涌现,极大的推动了机械工业领域的发展和革命;由于微电子技术和计算机技术的飞速发展,以及其向机械工业领域的不断、渗透,机电一体化技术应运而生;
信息技术驱使机械系统在不同程度上利用数据库,连洗衣机和其他消费品也用上了数据库驱动系统;这样,对机电一体化的系统设计方法的探索、成型和系统集成以及并行工程设计和控制的实施日显重要;此外,光学也进入了机电一体化,产生了"光机电一体化"的新领域;通信技术进入了机电一体化,机器可像机器人系统那样遥控和虚拟现实多媒体等技术紧密联系的计算机控制的网络化机电一体化日益普及;有些机电一体化机械可两用,有的在性能上更是多用途的,尤其是微传感器和执行器技术的发展,和半导体技术以光刻为基础的方法以及和传统机电一体化微型化方法的结合,开创了以精密工程和系统集成为特点的机电一体化新分支"微机电一体化";虽然微加工方法尚未成熟,但将逐渐成为集成控制系统的一个组成部分;
机电一体化的核心技术虽然可以把机电一体化技术作为一个独立的学科,但它涉及和包含了其他多学科;可以说,机电一体化技术的发展是建立在其他学科发展的基础之上的,是其他相关技术的融合和最优化;下面介绍与机电一体化技术密切相关的几项核心技术。
4.本发明新式具有断电保护的无源矩阵寻址的数据存储设备机电一体化技术的基础;
机械技术在不断发展更新的同时,也要与计算机技术和电子技术相适应和组合,从而最大限度发挥机械技术的优点,实现结构上、材料上、性能上的最优化,满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能等要求;机电一体化技术的应用机电一体化技术之所以能够得到这么迅猛的发展,很大程度上是由于它有着广阔的应用空间从数控机床,到计算机集成制造系统,再到交流传动技术,机电一体化都发挥着至关重要的作用;
数控机床
作为机电一体化技术应用的一个重要方面,数控机床及相应的数控技术已经取得了令人瞩目的成绩;经过40 多年的蓬勃发展,数控机床和相应的数控技术在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高;目前的数控机床采用多CPU多主总线的体系结构,功能更强大,结构更加紧凑;而且现在的数控机床设计更加开放,更加智能化,能最大限度地满足用户的需求,提高用户的使用效益;并且现在的数控系统能够实现动态仿真、在线诊断、模糊控制等功能,极大地丰富了数控系统的功能,同时也极大提高了系统的控制能力;此外,多过程、多通道控制以及网络功能等,使数控机床能够满足人们日益提高的对复杂系统和曲面的加工要求;
柔性制造系统( FMS)
柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成;FMS 的最大优点就是可以按照生产要求,随机、实时、按规定数量生产其能力范围内的任何工件,因此特别适用于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产;机电一体化的发展机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化;
数字化
控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;
计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面;数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复;
智能化
要求机电产品有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力;例如在CNC数控机床上增加人机对话功能,设置智能I/O接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便;随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地;智能控制是现代机电一体化系统中运用最多的控制方式,其凭借"高性能、高效率、高平"的控制优势正在逐渐取代传统的控制方法;
) 模块化
由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作;如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等;这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品; 网络化
远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展;
人性化
机电一体化产品的最终使用对象是人,如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要,机电一体化产品除了完善的性能外,还要求在色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说还是一种艺术享受,如家用机器人的最高境界就是人机一体化;
微型化
微型化是精细加工技术发展的必然,也是提高效率的需要;微机电系统(Micro Electronic Mechanical Systems,简称MEMS)是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统;
集成化
集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合,又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序;首先可将系统分解为若干层次,使系统功能分散,并使各部分协调而又安全地运转,然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来,使其性能最优、功能最强;
带源化
是指机电一体化产品自身带有能源,如太阳能电池燃料电池和大容量电池;由于在许多场合无法使用电能,因而对于运动的机电一体化产品,自带动力源具有独特的好处;带源化是机电一体化产品的发展方向之一;
绿色化
绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品;在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求,机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境,产品寿命结束时,产品可分解和再生利用;
由于机电一体化技术的巨大优点,如今世界各国都在大力推广这一技术在生产生活中的应用;它不仅影响着全球各国的科技、经济、社会和军事的发展,而且也逐渐成为一个国家综合国力的体现和象征;从20 世纪90 年代以后,各主要发达国家已经将其推向了智能化方向发展的新阶段;我国机电一体化技术起步较晚,相关人才短缺,传统工业系统落后,所以我国机电一体化技术现状和国外发达国家相比还有一定差距;主要体现在以下几个方面:
起步较晚,发展时间较短,所以技术本身还不够成熟;
传统工业系统庞大,改造任务量大,由于经济、技术等条件的限制大部分企业和单位的机电一体化改造任务无法完成,已经完成的改造任务量还未到需要量的一半;
传统设备多,普通机床、工业炉窑、机电等利用电子信息技术进行改造的任务繁重;
工业系统CAD 应用;目前,美、日等国的工业设计CAD 应用率已超过85%,我国工业系统CAD 应用率和世界发达国家相比差距较大,CAD 应用的覆盖率也不及发达国家;
在现在日益信息化的社会中,计算机和网络已经全面渗透到日常生活的每一个落;
对于我们每个人,需要的已经不再仅仅是那种放在桌上处理文档,进行工作管理和生产控制的计算机;各种各样的新型嵌入式系统设备在应用数量上已经远远超过通用计算机,任何一个普通人可能拥有从大到小的各种使用嵌入式技术的电子产品,小到mp3,PDA等微型数字化产品,大到网络家电,智能家电,车载电子设备;而在工业和服务领域中,使用嵌入式技术的数字机床,智能工具,工业机器人,服务机器人也将逐渐改变传统的工业和服务方式;
本发明新式具有断电保护的无源矩阵寻址的数据存储设备它具备了下列四项的特性:
通常执行特定功能;
以微电脑与外围构成核心;
严格的时序与稳定性要求;
全自动操作循环。
5.嵌入式系统是电脑软件与硬件的综合体,亦可以涵盖机械和其他的附属装置;整个综合体设计的目的在于满足某种特殊功能;嵌入式系统的架构可分成五个部分:处理器,内存,输入与输出,操作系统与应用软件;它们常见于各类实验仪器、办公设备、交通运输设备、电信设备、制造设备、建筑设备、医疗设备及个人电脑等。
6.本发明新式具有断电保护的无源矩阵寻址的数据存储设备符合定义的嵌入式系统的第一个产品直到1971年以后才出现,这一年,Intel发布了世界上第一块微处理器4004,主要被日本的Busicom公司用来生产上用计算器;1969年,Busicom请Intel为他们的每一种新式计算分别设计一种定制的集成电路,Intel则拿出了4004;Intel没有为每一种计算器分别进行设计,而是设计了一种可以用在所有型号上的通用电路;这个通用处理器被设计来读取存在外部存储芯片里一系列指令(软件);Intel的想法是通过软件的设计可以为每一种计算器提供各自的特性;
这种微处理器在一夜之间就成功了,并且在以后的十年中获得了广泛的应用;嵌入式系统早期主要应用于军事及航天等领域,以后逐步广泛地应用于工业控制、仪器仪表、汽车电子、通信和家用消费电子类等领域;随着Internet的发展,新型的嵌入式系统正朝着信息家电IA(Information Appliance)和3C(Computer、Communication、Consumer)产品方向发展;嵌入式系统的数量看起来肯定会继续迅速增长;一机构很多具有巨大市场潜力的嵌入式系统设备了:可以被中央计算机控制的调光器和恒温器;当小孩子或矮个子的人在的时候不会充气的智能智囊,掌上电子记事簿和个人数字助理(PDA)、数码照相机和仪表导航系统;由知名的产业分析机构IDC所作的嵌入式系统相关产品的产量趋势图; 嵌入式系统采用"量体裁衣"的方式把所需的功能嵌入至各种应用系统中;随着应用形式的不同,可有IP(Intellectual Property)级、芯片级和模块级3级不同体系结构;
IP级的构架也就是系统级芯片SOC(System on Chip)的形式;把不同的IP单元,根据应用的要求集成在一块芯片上,各种嵌入式软件也可以以IP的方式集成在芯片中;
芯片级构架是根据各种IT产品(应用系统)的要求,可以选用相应的处理器(MCU、DSP、RISC、MPU等)芯片、RAM、ROM(EPROM/EEPROM/FLASH)及I/O接口芯片等组成相应的嵌入式系统;相应的系统软件/应用软件也可以固件形式固化在ROM中;这是目前嵌入式系统最常见的形式;
第3种的构架是以X86处理器构成的计算机系统模块嵌入到应用系统中;这样可以充分利用目前常用PC机的通用性和便利性;不过,此方式不但要缩小体积、增加可靠性;而且,还要把操作系统OS改造为嵌入式操作系统OS,把应用软件固化在固态盘中;此种嵌入式系统较多地出现在工业控制和仪器仪表中。
7.本发明新式具有断电保护的无源矩阵寻址的数据存储设备嵌入式系统是由嵌入式处理器、嵌入式系统软件和嵌入式应用软件组成;Intel公司推出的个人互联网用户构架PCA就是嵌入式系统的开发应用平台;在PCA的应用与通信子系统中的嵌入式处理器是基于StrongARM/XScale的处理器;PCA可以配备Windows CE、嵌入式Linux和VxWorks等各种嵌入式OS;同时,为了便于开发各种应用软件,提供了各种组件及中间件;嵌入式系统的分类按照"嵌入"方式的不同,嵌入式系统可分为以下凡种:
整机式嵌入;
一个带有专用接口的计算机系统嵌入到一个控制系统中,成为控制系统的核心部分;
一般这种计算机系统功能完整而强大,完成系统中的核心的关键工作,也具有较完善的人机界面和外部设备;
部件式嵌入;
以部件式嵌入到一个控制设备中,完成某一处理功能,与设备的其它硬件偶合紧密、功能更专一;如雷达的数字处理部件,一般选用专用CPU或DSP。
8.本发明新式具有断电保护的无源矩阵寻址的数据存储设备芯片式嵌入;
一个芯片是一个完整的专用计算机,具有完整的输入输出接口,完成专一的功能;如显示处理器、微波炉控制器等;般为专门设计的芯片;随着微电子技术的发展,芯片式嵌入应用将越来越广泛;嵌入式系统设计的特点 根据英国电机工程师协会的定义,嵌入式系统式控制、监视或辅助设备、机器、甚至工厂运作的装置;他是一种计算机软件与硬件的综合体,并且特别强调量身定做的原则,也就是给予某一种特殊用途,会针对这项用途开发出截然不同的一个系统。

说明书全文

新式具有断电保护的无源矩阵寻址的数据存储设备

[0001] 本发明新式具有断电保护的无源矩阵寻址的数据存储设备属于信息数据存储领域。
[0002] 本发明新式具有断电保护的无源矩阵寻址的数据存储设备在用于减少与采用无源矩阵寻址的数据存储装置特别是存储器设备或传感器设备中的干扰电压相关的有害现象的方法中,符合寻址操作的电位的施加通常以时间协调的方式根据电压脉冲协议来控制。在寻址操作中,数据存储单元借助第一激活电压脉冲被设置到第一极化状态,然后根据电压脉冲协议,第二电压脉冲被施加,其可以是极性与第一电压脉冲的极性相反的第二激活电压脉冲,并用于将数据存储单元切换到第二极化状态。由此将寻址单元设置到通过寻址操作指定的预定极化状态。该装置的数据存储单元被设置在两个或更多电分隔的段中,使得对于装置来说每个段包括分开的物理地址空间。在寻址操作中,数据被引导到段,该段是根据关于在段中在先的和/或规划的施加激活电压脉冲的信息来选择的。
[0003] 该数据存储装置采用无源矩阵寻址,特别是存储器设备或传 感器设备,其中该数据存储装置包括多个数据存储单元,用于存储如 通过在每个单元中设定的特定电荷值给出的逻辑值,其中每个数据存 储单元包括呈现磁滞的电可极化存储材料,特别是电或驻极体材 料,其中这些单元被物理地设置在一个或多个矩阵中,其中所述矩阵 中的每一个给这些单元提供了无源矩阵可寻址性,其中每个矩阵包括 第一和第二电极组,其中每一组的电极平行设置,一组电极形成字线 并且另一组形成位线,其中字线电极和位线电极互相交叉设置并且与 存储材料直接或间接接触,其中该装置的数据存储单元被实现作为在 字线和位线的交叉之间或交叉处的大存储材料中限定的类电容器 元件,并且通过在字线和位线之间和在限定在其间的数据存储单元 上,施加大于对应于存储材料的矫顽电场的矫顽电压Vc的电压Vs的 激活电压脉冲,可以被设置为至少两种极化状态中的任一种或者在其 间被切换,其中电位的施加符合寻址操作,并且其中在寻址操作中施 加到所有字和位线的电位以时间协调的方式根据预定电压脉冲协议 来控制, 其特征在于,借助寻址操作中的第一激活电压脉冲,将被寻址的 数据存储单元设置到第一极化状态,其间至少在第一激活电压脉冲的 一部分持续时间下,依赖于电压脉冲协议的每个位线可以与用于检测 数据存储单元的极化状态的感测装置相连;依赖于电压脉冲协议施加 第二电压脉冲,其可以是与第一激活电压脉冲的极性相反的第二激活 电压脉冲,并且将被寻址的数据存储单元从第一极化状态切换到第二 极化状态,使得被寻址的该单元被设置到通过寻址操作指定的预定极 化状态,在两个或更多电分隔的段中提供采用无源矩阵寻址的数据存 储装置的数据存储单元,每个段包括数据存储装置的分开的物理地址 空间;以及将寻址操作中的数据引导到段,该段是根据关于在段中在 先的和/或规划的施加激活电压脉冲的信息来选择的。
[0004] 本发明新式具有断电保护的无源矩阵寻址的数据存储设备存储器包括列解码器电路。电路构造为接收列地址选通信号、列有效信号和列地址信号。电路构造为:如果列地址选通信号和列有效信号处于第一逻辑电平,则传送列地址信号至列解码器,并且如果列地址选通信号和列有效信号其中之一处于不同于第一逻辑电平的第二逻辑电平,则存列地址信号并传送锁存的列地址信号至列解码器。
[0005] 本发明新式具有断电保护的无源矩阵寻址的数据存储设备在用于减少与采用无源矩阵寻址的数据存储装置特别是存储器设备或传感器设备中的干扰电压相关的有害现象的方法中,符合寻址操作的电位的施加通常以时间协调的方式根据电压脉冲协议来控制。在寻址操作中,数据存储单元借助第一激活电压脉冲被设置到第一极化状态,然后根据电压脉冲协议,第二电压脉冲被施加,其可以是极性与第一电压脉冲的极性相反的第二激活电压脉冲,并用于将数据存储单元切换到第二极化状态。由此将寻址单元设置到通过寻址操作指定的预定极化状态。该装置的数据存储单元被设置在两个或更多电分隔的段中,使得对于装置来说每个段包括分开的物理地址空间。在寻址操作中,数据被引导到段,该段是根据关于在段中在先的和/或规划的施加激活电压脉冲的信息来选择的。
[0006] 包括:本发明新式具有断电保护的无源矩阵寻址的数据存储设备构造为:接收列地址选通信号、列有效信号和列地址信号;如果所述列地址选通信号和所述列有效信号处于第一逻辑电平,则传送 所述列地址信号至列解码器;和如果所述列地址选通信号和所述列有效信号处于不同于第一逻辑电平的 第二逻辑电平,则锁存所述列地址信号并传送锁存的列地址信号至列解码器。
[0007] 基于Linux的UDP传输在Linux环境下采用UDP传输数据时不用考虑底层实现,因为操作系统已经承担了绝大部分事
情,使用Berkeley套接字可以很方便的达到目的。套接字有三种类型:流式套接字(SOCK_STREAM)、
数据报套接字(SOCK_DGRAM)和原始套接字。面向连接的流式套接字使用TCP,面向无连接的
数据报套接字使用UDP。
[0008] 如果使用无连接的数据报套接字编程,程序的流程可以用段4.5表示。
[0009] 段4.5基于Linux的UDP传输流程第四章基于Linux的软件设计33
程序首先用socket()函数生成一个套接字,然后用bind()函数将套接字绑定到指定端口(这一步
有时是可省略的,譬如需要系统随机选择发送端口)。主要发送和传输内容由sendto()函数和recvfrom()
函数完成,recvfrom()是阻塞函数,程序在接收到有效内容前不会往下执行。最后通讯完成,关闭套
接字。
[0010] 4.5 TFTP协议简介与存在的问题简单文件传输协议(TFTP)是为客户和服务器间不需要复杂交互的应用程序而设计的。
TFTP
仅限于简单文件传输操作,不提供访问授权。由于TFTP局限性较大,TFTP软件比FTP小得多。
[0011] TFTP不需要可靠的数据流交付服务,它运行在UDP或其他人和不可靠分组传输系统上,使用超时和重传保证数据块到达。发送端采用固定大小(512字节)的块传输文件,并在发送下一块前等待
对每个块的确认。接收端每收到一个块后都加以确认。
[0012] TFTP的规则很简单。发送的第一个分组请求文件传输,并建立客户与服务器之间的交互,分组指明了文件名,并指定是要传输方向(读/写)。文件块从1开始连续编号。每个数据分组包括一个
首部,指明传输块的数目,并且每个确认包含被确认的块数。少于512字节的块标志文件尾。可以
在数据或确认的位置上发送差错报文,差错将中止文件传输。
[0013] 一旦发出了读或写请求,服务器使用客户的IP地址和UDP协议端口号识别后续操作。因此data报文和ack消息都不需要指明文件名。
[0014] 由于对称性,TFTP重传非同寻常。通信双方各自实现超时和重传。如果发送端超时,它将重传丢失的数据块。如果负责确认的一端超时,它将重传丢失的确认,让两端都参与重传将有助于保证
在丢失单个分组时传输不会失败。
[0015] 在Linux下,使用TFTP传输文件是必须采用基于命令行的软件tftp或其他类似独立软件。采用这种方法虽然保证了基于UDP传输的可靠性等问题,但是无法整合到自己编写的程序中去。不论是
上位机PC或者是嵌入式系统上的应用程序编写,采用TFTP传输的想法是没有可行性的,但是其实
现思路与原理却可以借鉴,也就是让自己编写的应用程序实现与TFTP协议类似的文件传输或数据
传输
TCP协议简介
IP协议提供不可靠、无连接和尽投递的服务,构成了因特网数据传输的基础。TCP(传输控
制协议)在IP协议提供的服务基础上,TCP协议软件增加了若干机制,提供面向连接的可靠的流投
递服务。具体包括如下特性:
面向流。应用程序之间传输的数据可视为无结构的字节流(或位流),流投递服务保证收发
的字节顺序完全一致。
[0016] 面向连接。数据传输之前,TCP模块之间需要建立连接(类似虚电路),其后的TCP报文在此连接基础上传输。
[0017] 可靠性。接收方根据所收到的报文中的校验和,判断传输的正确性:如果正确,进行应答,否则丢弃报文。发送方如果在规定的时间内未能获得应答报文,自动进行重传。
[0018] 缓冲传输。TCP模块提供强制性传输(立即传输)和缓冲传输两种手段。缓冲传输允许将应用程序的数据流积累到一定的大小,形成报文,再进行传输。
[0019] 全双工。TCP模块之间可以进行全双工的数据流交换。
[0020] 现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由"机械电气化"迈入了"机电一体化"为特征的发展阶段。其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。
[0021] 机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。在知识大爆炸的今天,科学技术日新月异,新材料、新设备、新工艺和新技术不断涌现,极大的推动了机械工业领域的发展和革命。由于微电子技术和计算机技术的飞速发展,以及其向机械工业领域的不断、渗透,机电一体化技术应运而生。
[0022] 机电一体化"这个词是日本安川电机公司在上世纪60年代末作商业注册时最先创用的。当时及70年代,人们一直把机电一体化看作是机械与电子的结合。国内早期将"机电一体化技术"与"机械电子学"并用,近年来"机电一体化"更流行使用。
[0023] 机电一体化的核心技术虽然可以把机电一体化技术作为一个独立的学科,但它涉及和包含了其他多学科。
可以说,机电一体化技术的发展是建立在其他学科发展的基础之上的,是其他相关技术的融合和最优化。下面介绍与机电一体化技术密切相关的几项核心技术。
[0024] (1)机械技术机械技术是机电一体化技术的基础。机械技术在不断发展更新的同时,也要与计算机技术和电子技术相适应和组合,从而最大限度发挥机械技术的优点,实现结构上、材料上、性能上的最优化,满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能等要求。机电一体化技术的应用机电一体化技术之所以能够得到这么迅猛的发展,很大程度上是由于它有着广阔的应用空间从数控机床,到计算机集成制造系统,再到交流传动技术,机电一体化都发挥着至关重要的作用。
[0025] (2)数控机床本发明新式具有断电保护的无源矩阵寻址的数据存储设备 作为机电一体化技术应用的一个重要方面,数控机床及相应的数控技术已经取得了令人瞩目的成绩。经过40 多年的蓬勃发展,数控机床和相应的数控技术在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高。
目前的数控机床采用多CPU多主总线的体系结构,功能更强大,结构更加紧凑。而且现在的数控机床设计更加开放,更加智能化,能最大限度地满足用户的需求,提高用户的使用效益。并且现在的数控系统能够实现动态仿真、在线诊断、模糊控制等功能,极大地丰富了数控系统的功能,同时也极大提高了系统的控制能力。此外,多过程、多通道控制以及网络功能等,使数控机床能够满足人们日益提高的对复杂系统和曲面的加工要求。
[0026] (3)柔性制造系统( FMS)本发明新式具有断电保护的无源矩阵寻址的数据存储设备 柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。
FMS 的最大优点就是可以按照生产要求,随机、实时、按规定数量生产其能力范围内的任何工件,因此特别适用于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。
[0027] 机电一体化的发展本发明新式具有断电保护的无源矩阵寻址的数据存储设备 机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化.
(1)数字化
控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;
计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。
[0028] (2)智能化要求机电产品有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能,设置智能I/O接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。智能控制是现代机电一体化系统中运用最多的控制方式,其凭借"高性能、高效率、高平"的控制优势正在逐渐取代传统的控制方法。
[0029] (3) 模块化本发明新式具有断电保护的无源矩阵寻址的数据存储设备  由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、段像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。
[0030] (4) 网络化远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。
[0031] (5) 人性化机电一体化产品的最终使用对象是人,如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要,机电一体化产品除了完善的性能外,还要求在色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说还是一种艺术享受,如家用机器人的最高境界就是人机一体化。
[0032] (6) 微型化微型化是精细加工技术发展的必然,也是提高效率的需要。微机电系统(Micro Electronic Mechanical Systems,简称MEMS)是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。
[0033] (7) 集成化集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合,又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。首先可将系统分解为若干层次,使系统功能分散,并使各部分协调而又安全地运转,然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来,使其性能最优、功能最强。
[0034] (8) 带源化是指机电一体化产品自身带有能源,如太阳能电池燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能,因而对于运动的机电一体化产品,自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。
[0035] (9) 绿色化绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求,机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境,产品寿命结束时,产品可分解和再生利用。
[0036] 本发明新式具有断电保护的无源矩阵寻址的数据存储设备由于机电一体化技术的巨大优点,如今世界各国都在大力推广这一技术在生产生活中的应用。它不仅影响着全球各国的科技、经济、社会和军事的发展,而且也逐渐成为一个国家综合国力的体现和象征。从20 世纪90 年代以后,各主要发达国家已经将其推向了智能化方向发展的新阶段。我国机电一体化技术起步较晚,相关人才短缺,传统工业系统落后,所以我国机电一体化技术现状和国外发达国家相比还有一定差距。主要体现在以下几个方面:
( 1) 起步较晚,发展时间较短,所以技术本身还不够成熟。
[0037] ( 2) 传统工业系统庞大,改造任务量大,由于经济、技术等条件的限制大部分企业和单位的机电一体化改造任务无法完成,已经完成的改造任务量还未到需要量的一半。
[0038] ( 3) 传统设备多,普通机床、工业炉窑、机电等利用电子信息技术进行改造的任务繁重。
[0039] ( 4) 工业系统CAD 应用。目前,美、日等国的工业设计CAD 应用率已超过85%,我国工业系统CAD 应用率和世界发达国家相比差距较大,CAD 应用的覆盖率也不及发达国家。
[0040] 我国发展"机电一体化"的对策(1)加强统筹安排,协调发展计划
目前,我国从事"机电一体化"研究开发及生产的单位很多。各自都有一套自己的发展策略。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制,难免只考虑局部利益,各主管部门的有关计划和规划,也有统一考虑不足,统筹安排不够的问题,同时缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。
[0041] 在现在日益信息化的社会中,计算机和网络已经全面渗透到日常生活的每一个落。对于我们每个人,需要的已经不再仅仅是那种放在桌上处理文档,进行工作管理和生产控制的计算机;各种各样的新型嵌入式系统设备在应用数量上已经远远超过通用计算机,任何一个普通人可能拥有从大到小的各种使用嵌入式技术的电子产品,小到mp3,PDA等微型数字化产品,大到网络家电,智能家电,车载电子设备。而在工业和服务领域中,使用嵌入式技术的数字机床,智能工具,工业机器人,服务机器人也将逐渐改变传统的工业和服务方式。
[0042] 2 嵌入式系统简介2.1 嵌入式定义
何谓嵌入式系统根据英国电机工程师协会的定义所做的翻译,"嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、机器或甚至工厂操作的装置"。它具备了下列四项的特性:
1.通常执行特定功能。
[0043] 2.以微电脑与外围构成核心。
[0044] 3.严格的时序与稳定性要求。
[0045] 4.全自动操作循环。
[0046] 嵌入式系统是电脑软件与硬件的综合体,亦可以涵盖机械和其他的附属装置。整个综合体设计的目的在于满足某种特殊功能。嵌入式系统的架构可分成五个部分:处理器,内存,输入与输出,操作系统与应用软件。它们常见于各类实验仪器、办公设备、交通运输设备、电信设备、制造设备、建筑设备、医疗设备及个人电脑等。
[0047] 符合定义的嵌入式系统的第一个产品直到1971年以后才出现,这一年,Intel发布了世界上第一块微处理器4004,主要被日本的Busicom公司用来生产上用计算器。1969年,Busicom请Intel为他们的每一种新式计算分别设计一种定制的集成电路,Intel则拿出了4004。Intel没有为每一种计算器分别进行设计,而是设计了一种可以用在所有型号上的通用电路。这个通用处理器被设计来读取存在外部存储芯片里一系列指令(软件)。Intel的想法是通过软件的设计可以为每一种计算器提供各自的特性。
[0048] 这种微处理器在一夜之间就成功了,并且在以后的十年中获得了广泛的应用。嵌入式系统早期主要应用于军事及航天等领域,以后逐步广泛地应用于工业控制、仪器仪表、汽车电子、通信和家用消费电子类等领域。随着Internet的发展,新型的嵌入式系统正朝着信息家电IA(Information Appliance)和3C(Computer、Communication、Consumer)产品方向发展。嵌入式系统的数量看起来肯定会继续迅速增长。一机构很多具有巨大市场潜力的嵌入式系统设备了:可以被中央计算机控制的调光器和恒温器。当小孩子或矮个子的人在的时候不会充气的智能智囊,掌上电子记事簿和个人数字助理(PDA)、数码照相机和仪表导航系统。嵌入式系统采用"量体裁衣"的方式把所需的功能嵌入至各种应用系统中。随着应用形式的不同,可有IP(Intellectual Property)级、芯片级和模块级3级不同体系结构。
[0049] IP级的构架也就是系统级芯片SOC(System on Chip)的形式。把不同的IP单元,
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