設計方案必備4篇

為了確保事情或工作科學有序進行，常常需要提前進行細緻的方案准備工作，方案是綜合考量事情或問題相關的因素後所制定的書面計劃。制定方案需要注意哪些問題呢？以下是小編整理的設計方案4篇，僅供參考，大家一起來看看吧。

設計方案 篇1

摘要：近幾年嵌入式Internet開始迅猛發展，但絕大多數嵌入式Internet都使用微控制器和相應的軟件來實現。本文介紹一種基於硬件來實現嵌入式Web Server的方案。該方案的核心思想是用VHDL語言來設計實現，並且用FPGA進行驗證。

關鍵詞：VHDL Internet協議 控制信息協議 數據報

最近幾年隨着Internet應用的迅猛發展，Internet的通信協議，特別是TCP/IP協議，已成為嵌入式Internet的主體構架；然而，僅僅使用嵌入TCP/IP協議對許我應用來説遠遠不夠，它們要求更高層次的信息傳輸和交換方式。在原有嵌入TCP/IP協議基於上加入HTTP/1.1將構成一個功能較為簡單的嵌入式Web Server，它可以接收和發送一些簡單的數據和命令。如果再將這些嵌入通信協議和Web功能用VHDL來實現的話，將大大降低嵌入成本，滿足嵌入式產品對Web功能的要求。

1 嵌入式Web Server中的協議裁減

嵌入式Web Server中用到的通信協議較多，若全部採用，將導致整個嵌入式Web Server異常複雜，而且費用顯著增加。因此，為保證嵌入式Web Server最簡化，必須對一些主要的通信協議進行相關的裁減，減小整個硬件設計的複雜性。

1.1 IP協議

IP在網絡中主要實現2個基本功能：尋址和分段。IP可以根據數據報頭中包括的目的地址將數據報傳送到目的地。在此過程中，IP負責選擇傳送的通道。如果有些網絡內只能傳送小的數據報，IP可以將數據報重新組裝並在報頭域內説明。

在嵌入式Web Server中，由於只需傳送一些簡單的數據和命令，數據報的長度很小，足以適合在任何網絡中傳送，因此對於分段的功能可以裁減不要。

IP數據包頭如圖1所示。

在IP數據包頭中，服務類型是指一些服務質量的參數，這些參數用於在特定網絡指示所需要的服務。而選項包括時間戳，安全和特殊路由，在數據包中可以沒有。因此，為簡化嵌入Web Server的複雜程度，這2個字段都可以忽略，而且不用作任何處理。標識是發送時用於幫助重組分段包的，段偏移量是指示這個段在數據報中什麼位置。由於不採用分段功能，因此這些字段都無須考慮也不用作任何處理，而且標記字段第2位必須為1，表示是不可分段的。

1.2 ICMP協議裁減

ICMP協議用於報告在數據報過程中的錯誤，它在以下幾種情況下發送ICMP消息：未達目的地、超時、參數總是、源擁塞、重定向、回送或回送響應、時間戳和時間戳響應、信息請求或信息響應。

由於嵌入式Web Server只是一個具有簡單Web功能的模塊，並且它對外部傳感器和網絡之間只是簡單的數據傳輸和命令的發佈；因此跟成本相比較而言，許多可靠性措施可以忽略不計，只考慮一些必要。在ICMP消息報告中，回送或回送響應消息、信息請求或信息響應消息在網絡信息處理中至關重要，因此予以採用；其它消息報告可以忽略，保證嵌入式Web Server最簡化。

1.3 TCP協議裁減

TCP，即傳輸控制協議，是一種面向連接的傳輸層協議。通過使用序列號和確認信息，TCP協議能夠向發送方提供到達接收方的數據包的傳送信息。當傳送過程中出現數據包丟失情況時，TCP協議可以重新發送丟失的數據包，直到數據成功到達接收方或者出現網絡超時為止。TCP協議還可以識別重複信息，丟棄不需要的多餘信息。使網絡環境得到優化。如果發送方傳送數據的速度大大快於接收方接收數據的速度，TCP協議可以發送和接收的數據響應。TCP協議能夠把數據傳送信息傳遞給所支持的更高層次的協議或應用使用。

但在嵌入式Web Server中，考慮到實現的情況和複雜性，對於TCP協議，除了採用數據包傳送機外，重新發送和數據流控制機制都可以忽略不計。因此在嵌入式Web Server中，只傳送一些簡單的數據和命令，而且數據量很少，因此，在系統中不會產生網絡擁塞，只需在其它客户端或訪問端上用流量控制機制就可以了。同時由於嵌入式Web Server功能簡單，重新發送的可靠性不大；如果真的要求重發的話，可以與嵌入式Web Server重新進行連接，來完成傳送任務。

2 硬件結構

由於TCP協議、IP協議和ICMP協議被簡化，整個協議的處理只需由協議狀態機來完成。它須負責接收IP數據報、做相應的檢驗和消息處理、協議解釋、根據接收到的信息進行TCP狀態的轉換、構造IP發送數據報。

整個嵌入式Web Server的硬件結構如圖2所示。嵌入式Web Server由本地網絡協議處理器、TCP處理器、IP數據包接收和發送處理及存儲器、嵌入式Web Server IP的地址寄存器、傳感器數據採集接口組成。在嵌入式Web Server的傳感器數據採集接口的數據直接傳送到主頁存儲器中。

IP數據報處理檢查數據報是否發送給嵌入式Web Server以及是否有效。

TCP狀態機是一個簡化的TCP連接過程，只有6個狀態，不包括錯誤情況和錯誤處理。

HTTP的存儲器包含了接收到的HTTP的報頭。如果接收到的包體有一個有效HTTP載荷，那麼HTTP/1.0協議解釋器會搜索存儲器尋找相應的回答。IP數據報構造器根據HTTP/1.0協議解釋器搜索結果構造發送的包體。其中地址、端口號、確認號、序列號是根據接收到的數據包體產生的，而校驗碼是根據發送的數據產生。其它信息則是從數據接口和主頁內存中形成的。

整個硬件設計採用了VHDL語言，採用Xilinx的FPGA進行仿真。

3 VHDL設計

整個嵌入式Web Server的具體的VHDL設計在這裏不多説明，只介紹其核心的TCP狀態機的狀態轉移順序和轉移條件的設計。整個協議狀態機有6種狀態，還可以分離出6種事件，這些事件的發生可以引起狀態間相互轉換，如圖3所示。

SYN表示連接請求；ACK（SYN）表示連接確認；RST表示拒絕建立連接；FIN（CLOSE）主動關閉連接請求；ACK（FIN）關閉連接確認；TIME OUT計時等待結束。

TCP狀態機的VHDL的設計代碼省略。

4 結論

嵌入式Web Server的網絡連接既可以採用以太網方式，也可以採用藍牙技術，這可以根據需要來選定。採用硬件來解決嵌入式Web Server，關鍵在於它的複雜度很低，而且可以根據需要嵌入到相應的運用系統的芯片中去，減少了開發時間，降低了成本。採用VHDL使設計移植更加方便。

設計方案 篇2

學習目標

1.認識4個生字.

2.默讀課文，把握課文的主要內容，認識到灰塵的特點和作用，學會辨證的看待事物.

3.鞏固本單元學到的説明方法.

課前準備

生字卡片.

收集資料瞭解灰塵與人類生活的聯繫.

查字詞典，理解下列詞語的意思：勿、塵埃、拂拭、飽和、依附、

濕漉漉、朝暉、日暈、單調.

教學過程

談話導入，創設情境

上節課我們一起了解了新型玻璃，知道了它對我們的生活有着許多幫助，我們都對科學家的創造發明感到欣喜，可你們知道嗎，我們身邊最不起眼的灰塵也有着很重要的作用呢.

初讀課文，整體感知。

自由讀課文，要求做到讀得正確、流利.

出示生字生詞，引導學生正確認讀.

指名讀課文，檢查讀書情況.

精讀課文，自主學習。

出示自學提示.

a．默讀課文，看看灰塵有什麼特點?用“——”畫出來.灰塵有什麼作用?用“~~~~~”畫出來.

b．與同組同學互相交流.

全班交流彙報.

a．灰塵的特點：

(1)小.

(2)來源於土壤和巖石.

(3)在空中飄浮.

b．灰塵的.作用：

(1)反射光線.

(2)反射光波較短的光線，吸收光波較長的光線.

(3)灰塵具有吸濕性能.

通過學習我們對灰塵的特點和作用有了瞭解，假如沒有灰塵，我們將面臨怎樣的情況呢?

出示句式：假如沒有灰塵，__________________.

小結説明方法

我們能這樣清楚、明白地瞭解灰塵的特點和作用，課文用了什麼方法來告訴我們的?(列數字、做假設.)

設計方案 篇3

為了使飛行員能夠更加準確全面地獲取飛行過程中所需的各種信息，機載顯示系統需要顯示的信息越來越多[1]。顯示系統作為飛機與飛行員之間交互的重要橋樑，將各種飛行參數以生動具體的視覺形式顯示在顯示器上，飛行員通過讀取這些信息，從而做出及時反應。這就要求系統具有非常高的處理速度，導致採用的視頻處理算法複雜，因此加重了系統的功耗負擔。國內外採用的主流方案功耗較大，無法保證系統長時間穩定工作。因此，研究低功耗的機載視頻顯示系統具有較好的實際意義。

1 顯示系統總體架構

本文提出的低功耗顯示系統是基於FPGA的硬件設計架構[2]。該系統通過PCI?e總線接收上層CPU發送的指令，主要完成外部視頻採集、視頻及字符圖形的處理、視頻發送等操作。視頻處理主要包括視頻縮放、旋轉及圖形疊加等處理。為了儘可能地降低整個系統的功耗，核心處理器FPGA及外圍視頻編解碼器均選擇帶有低功耗配置的芯片。採用Xilinx公司最新推出的Kintex 7系列FPGA作為核心處理器，該FPGA採用28 nm工藝製造，與相似密度40 nm器件相比，功耗降低一半，利用其豐富的邏輯資源和IP核資源[3]並配合以相應的外圍輔助電路模塊，構建出一個靈活、可重構的機載視頻顯示系統。硬件部分主要還包括視頻編/解碼模塊、DDR3視頻緩存模塊、FLASH存儲模塊。FPGA視頻接口主要有：DE（Data Enable，顯示數據有效信號）、HS（Horizontal Synchronization，行同步信號）、VS（Vertical Synchronization，場同步信號）、CLK（像素時鐘）和像素數據線。將視頻數據和控制信號連接到Kintex 7的管腳，通過FPGA處理後再通過編碼器輸出到顯示屏上，系統總體架構如圖1所示。

2 低功耗視頻採集與緩存模塊

2.1 視頻採集模塊

視頻採集電路是顯示系統的核心電路，通過航空插件接收上層CPU發送的`視頻數據，將獲取的數據經解碼後傳送給FPGA，完成相應的處理。

系統採用ADV7180[4]作為PAL視頻解碼芯片。該芯片是ADI公司生產的一款通用性很強的視頻解碼芯片，能將兼容國際標準NTSC或PAL的模擬視頻信號轉換成符合ITU?RBT.656格式的16 b數字視頻數據。ADV7180芯片是一個功耗極低的視頻解碼器，供電電壓為1.8 V，典型功耗約為0.3 W，休眠狀態功耗僅為15 μW，因此是低功耗視頻採集電路的理想選擇。該芯片主要性能如下：

（2） 具有低功耗模式配置管腳，可以根據上層CPU控制指令將芯片置休眠狀態；

2.2 視頻緩存模塊

3 電源模塊設計

顯示系統硬件平台中用到的芯片類型及種類較多，不同芯片所需的供電電壓、電流等電源特性各不相同。系統外部提供一個5 V/10 A的總電源輸入，根據所使用到的不同電源類型，在滿足供電能力和電源質量的前提下，儘可能地減少電壓轉換次數，降低系統功耗。

此外，為了保證FPGA在上電時的電流達到最小，必須確保FPGA滿足一定的上電順序。本設計選用的電源芯片均帶有軟啟動功能，能較好地滿足上電要求，且輸出電壓精度和輸出電流裕量均滿足系統需求。

4 實物圖與性能結果分析

系統測試階段，將顯示系統各種視頻輸入/輸出、通信接口、調試信號以及電源等，通過航空插件引至調試平台的各類標準連接器上，這樣可以方便地完成對系統的各類指標測試以及功能測試。圖4為機載視頻顯示系統及調試平台實物圖。

5 結 語

低功耗視頻顯示系統作為機載航電系統中的重要組成部分，以最新的低功耗Kintex 7 FPGA為核心，外圍搭載了低功耗DDR3及編解碼芯片，設計了一個轉換效率較高的電源網絡，嚴格控制了顯示系統的功耗。本文提出的一種基於FPGA的硬件架構，具有簡單靈活、可靠有效的優勢，解決了降低功耗和較大數據量的視頻數據緩存問題。系統工作穩定，顯示效果良好，具有較高的應用價值和實際意義。

設計方案 篇4

活動目標：

1、在活動中初步感知個位、十位、百位，滲透數位之間的關係。

2、喜歡認識數位的數學活動，體驗其中的樂趣。

活動準備：

1、教具：數字卡片若干，如6、39、138等，金色珠。

2、學具：1——100數卡、金色

3、練習P19 。

活動過程：

1、集體活動。

1）複習100以內的數。

——現在我們來一個數數比賽，以小組為單位開火車數，要注意看數數的要求，哪個小組數完了就大聲的告訴大家“我最快。”

——我們已經認識了100以內的數，而且數數數得很好，下面，請大家看黑板，看看你能發現什麼。

2)認識數位。

——出示“金色珠”：金色珠一個一個地出現，10個被穿成一串；一串一串地出現，10串又串成一大片。）

—— 誰能完整地説説10個1是多少？10個10是多少？

——教師拿出寫好的數字卡片，如39，先讀出卡片，請幼兒用金色珠來擺一擺，然後取出數字卡片“ 30” 和“9”，（這裏是重點。請幼兒觀察30、9放在一起和39，各是幾位數。）

——數字“39”中，數字“9”所在的位置叫個位，數字“3”所在的位置叫十位。也就是個位上是數字“9”，十位上是數字“3”。如果把30、9合起來寫就是309，它就是三位數，在百位上就是300了。

——用相同的方法認識數字“138”，認識百位。

3）幼兒自己取卡片上的數字，拼成200以內的數，再説説個位是幾，十位是幾，百位是幾。

2、分組活動。

——聽、擺、説數。幼兒兩人一組，一名幼兒隨意報出一個200以內的`數字，另一名幼兒先擺好金色珠，再對應數字，然後説説個位、十位、百位上的數字各是幾，互換角色反覆進行。

——做練習P19頁“金色珠與數位器”。

3、交流小結，收拾學具。

——師幼共同小結：個位的“1”是表示1個1，十位的“1”是表示1個10，百位的“1”表示1個100。

——整理學具。