FPGA_ASIC-SOPC技术在多总线融合测试系统中的应用
SOPC技术在多总线融合测试系统中的应用
作者:方甲永，肖明清,刘文杰来源:微计算机信息
摘要：多总线融合测试系统基于LXI总线，兼容PXI、VXI、GPIB、1553B、ARINC429，RS422、RS485总线。实现多总线融合的测试系统必须解决LXI总线到其它总线的协议转换。本文采用SOPC技术在一块FPGA芯片上实现了LXI到GPIB、1553B、ARINC429、RS485、RS422总线的协议转换，软件层基于μC/OS-Ⅱ实时操作系统和lwip协议,开发了应用程序。
关键词：多总线融合；SOPC；μC/OS-Ⅱ；Lwip
目前测控系统中仪器与计算机之间常见的连接方式有串行总线、并行总线。串行总线主要有RS-232总线、RS-422总线、RS-485总线、USB总线、IEEE1394(FireWire)总线、ARINC 429总线和1553B总线等；并行总线中主要有IEEE-488(GPIB)总线、SCSI总线、MXI总线等。每种总线都有其各自的特色和相应的应用领域。目前尚没有那种总线能够适用于所有的应用领域，因此多总线共存的局面将在很长一段时间存在。典型的多总线融合式自动测试系统包含的总线平台有LXI、PXI、VXI、GPIB、1553B、ARINC429、RS485、RS422等。由于各种总线的机械特性、电气特性、传输协议等标准的不同，只有在数字接口总线上开发出一系列接口转换器，才能使不同的总线相互兼容。
1 多总线融合测试系统的模型和解决方案
组建多总线融合的自动测试系统必须以一种总线为主，本系统基于LXI总线，融合了PXI、VXI、GPIB、1553B、ARINC429、RS485、RS422等总线，系统模型如图1所示。选用LXI总线作为基础总线组建系统是由其本身的优点和测试系统的发展趋势决定的。2004 年Agilent公司和VXI科技公司在结合了GPIB和VXI总线优点的基础上，开发了基于以太网的LXI总线[1]。Agilent公司指出了组建LXI自动测试系统的10个优点：易于使用、灵活性高、模块化和可扩缩性、性能强、分布式应用、长寿命、成本低、通过IEEE1588同步、机架空间、合成仪器，LXI 解决了系统开发者所面临的各种主要问题：降低成本、缩小系统尺寸、简化集成、提高吞吐率，以及为硬件和软件的重复利用提供更多机会[2]。这些好处使LXI 成为适应当前和未来的测试体系结构的新一代总线。[1]
图1 多总线融合测试系统模型
基于LXI总线组建多总线测试系统，其他测试总线系统向LXI总线转换可以分为两种情况：1）VXI、PXI 总线系统需要零槽控制器来完成LXI到PXI、VXI的转换，这些零槽控制器不仅具备协议转换的功能而且具有独立的嵌入式处理器和时钟，来完成对VXI、PXI板卡的控制，这类转换器开发困难，所以本系统选用了市场上成熟的商品；2）LXI到GPIB、1553B、ARINC429、RS422、RS485的扩展，相对于第1种情况，这类转换器开发起来比较简单。转换器主要完成协议间的转换，所以我们基于SOPC技术开发了通用总线转换器。
2 基于SOPC技术通用总线转换器的总体设计方案
SOPC（System on a Programmable Chip,片上可编程系统）是由Altera公司倡导提出的，这个概念其实是SOC （System On Chip，片上系统）概念的扩展。它将处理器、存储器、I/O口、LVDS、CDR等系统设计需要的功能模块集成到一个PLD器件上，具有灵活的设计方式、可裁减、可扩充、可升级，并具备软硬件在系统的可编程能力[5]。
Nios II是Altera特有的基于通用FPGA架构的软CPU内核。一个Nios II处理器由Nios II CPU和一系列外设组成，Altera提供SOPC Builder软件用于生成所需要的处理器结构。本转换器所需生成的CPU及功能外设包括：32位标准型Nios II软核、串口组件、以太网组件、1553B组件，其中1553B为用户自定义外设组件，其他两个外设组件Altera已经提供。
转换器总体功能结构框图如图2所示，其中 RS485、RS422接口由Nios II自带的UART外设加相应的电平转换芯片产生；以太网接口采用Nios II提供的LAN 91C111控制组件，并用相应的控制芯片LAN 91C111实现，而对于1553B总线Nios II并没有提供外设组件，因此针对1553B的实现有三种方案可以选择：1）在FPGA剩余的门电路中，用硬件描述语言实现1553B逻辑；2）采用外部协议转换芯片，并且把协议芯片当作普通的外部设备PIO来控制；3）采用外部协议转换芯片，定制用户外设，把协议芯片当作外部存储设备来控制。从以上三种方案中不难看出，第一种方案实现难度最大，需要用户对1553B协议非常熟悉。第二种方案实现最为简单，但是这种方案适于较为简单的组件，对于1553B协议控制芯片，如采用这种方案将极大的增加软件的工作量。对于第三种方案，用户自定义组件、自定义指令，不仅极大地减少了软件工作量，而且自定义的组件可以进行封装后重复利用，同时自定义指令也提高了执行效率。所以我们采用了方案3来实现1553B逻辑。
图2 通用转换器总体设计方案
GPIB、ARINC429总线，因为他们的逻辑实现起来比较简单，而且有成熟的FPGA硬件逻辑设计电路，所以我们在FPGA芯片剩余的空间内用VerilogHDL硬件描述语言来实现。
3 开发流程
图3 开发流程图
系统的开发可以分为三部分，如图3所示。三部分可以同时进行也可以分别进行，第一部分为Nios II软核处理器及其外设的设计，所用的软件为SOPC Builder ,需要做的主要工作是自定义组件BU61688控制逻辑的设计。第二部分GPIB和ARINC429总线逻辑Verilog HDL 源代码的书写，所用的软件是Quartus II，第一部分生成的Nios II 处理器及其外设与第二部分的总线逻辑也是在Quartus II软件中通过原理图输入方式或文本输入方式进行组合的。第三部分为操作软件的书写，是在开发环境Nios II IDE中进行的，所需做的主要工作是在μC/OS-Ⅱ实时操作系统的基础上开发应用程序，主要包括TCP/IP协议的实现，嵌入式Web 界面的实现，以及与其它接口进行通讯的应用程序。
4 基于μC/OS-Ⅱ实时操作系统的软件设计
在Nios II IDE中进行软件设计时需要实现复杂的TCP/IP协议，并且要进行网络接口到其它数据接口转化的多任务操作，如果不采用嵌入式操作系统，软件的工作量很大，而且工作效率也比较低。在Nios II IDE 中已经移植了μC/OS-Ⅱ操作系统，而且移植了基于μC/OS-Ⅱ操作系统的轻量TCP/IP协议，这就大大降低了我们编程的工作量。
4.1 嵌入式TCP/IP协议的实现。
Nios II IDE中已经嵌入了lwip协议，具体的实现过程及实现函数如图4所示[4]。
图4 lwip协议实现过程
接收数据流程：网络接口驱动通过low_level_input()函数从网络接口接收数据包，区分是ARP包还是IP包。如果是ARP包将调用ARP功能函数处理这个包，如果是ARP请求，则发送一个ARP地址应答包，如果是ARP应答报，则更新ARP地址影射表。如果是一个IP包，则更新ARP地址影射表，然后将数据包交由ip_input()函数处理，ip_input()函数将数据包进行简单的处理后分析该数据包是否需要转发，如果需要则进行转发，如果数据包有误则发送ICMP包。如果该包是发送给本机的正常数据包，ip_input()则根据数据包的类型，分别发送给udp_input(),tcp_input()或icmp_input()函数进行处理。如果是发送给icmp_input()的的数据包则必然是echo包，由icmp处理函数发送应答。如果是发送给UDP或TCP协议的数据包，UDP或TCP协议的处理函数将进行相应的处理，最后发送给应用程序。
发送数据流程：当应用程序需要发送一个数据包时，它将调用UDP或TCP协议处理函数udp_send()或
tcp_write()函数发送一个数据包，UDP或TCP协议处理函数接到数据后，将对数据进行打包、分段，然后发送给IP层的ip_output_if()函数（需要的时候调用ip_route函数进行路由选择），该函数把数据打包、封装然后调用网络接口驱动函数low_level_output()函数将数据发送给网络接口。
4.2 应用软件设计
图5 程序层次结构图
4.1讲述了lwip协议实现的具体过程，但是我们在编辑应用程序时并没有直接调用协议栈中的回调函数，图5表示了应用程序的层次结构，我们在开发应用程序时调用了Nios II IDE中提供的标准接口函数。例如在对lwip协议的初始化和网络接口的初始化时我们调用了Nios II IDE提供的两个初始化函数
lwip_stack_init()和lwip_devices_init()，而在实现lwip协议时我们调用了lwip提供的标准套字编程接口函数，它跟普通的socket API 一样是基于open_read_write_close模型的，提供了一套标准的方法使用lwip，在这里我们不进行详细的讲解。lwip_stack_init()函数的原型是void lwip_stack_init(int thread_prio, void (*
init_done_func)(void *), void *arg) 其中thread_prio是TCP/IP协议的优先级，init_done_func()是协议初始完后调用的函数，这个函数可以完成设备的初始化和任务的建立，arg是传递给init_done_func()函数的变量，一般情况下为0。lwip_devices_init()函数的原型是int lwip_devices_init(int rx_thread_prio) 函数的返回值表示网络接口设备初始化成功，接下来你就可以创建基于TCP/IP协议的任务，rx_thread_prio是网络接口接收发送数据任务优先级，在这个函数中还需要调用其它两个函数get_mac_addr()和get_ip_addr()。其中
get_mac_addr()函数的原型为err_t get_mac_addr(alt_lwip_dev* lwip_dev),在这个函数内部你要填写网络设备的MAC地址。函数get_ip_addr()的原型为int get_ip_addr(alt_lwip_dev* lwip_dev, struct ip_addr* ipaddr, struct
ip_addr* netmask, struct ip_addr* gw, int* use_dhcp),你可以动态或者静态的获得IP地址，只需修改use_dhcp 的值，如果静态获得IP地址，你需要在相应的区域内手动输入初始化值[7]。
另外我们还编写了other_devices_init()函数来完成其他外设的初始化，其原型为int other_devices_init(int
rx1_thread_prio, int rx2_thread_prio, int rx3_thread_prio, int rx4_thread_prio,)其中rx1_thread_prio，
rx2_thread_prio，rx3_thread_prio，rx4_thread_prio，rx5_thread_prio对应于GPIB、1553B、ARINC429、RS485、RS422外设接口接收发送数据的优先级。
在完成对系统的初始化后我们就可以创建任务。主程序流程图如图6。
图6主程序流程图
在主程序中，可以看到我们建立了6个主要任务，这些任务都是基于μC/OS-Ⅱ操作系统的，一个任务，就是一个线程，是一个无限的循环程序，它有五种状态——休眠态、就绪态、运行态、挂起态、中断态，在这里我们不进行详细的讲述。任务之间的通讯与同步是通过信号量、事件标签和消息队列完成的[3]。下面我们讲解各个任务的功能和工作过程。
网络接口任务完成以太网数据的接收和发送。TCP/IP协议服务主要是实现TCP/IP协议，完成对网络数据的网络层和数据层的接收和发送。Web界面任务主要是实现应用层的http协议，从而实现嵌入式Web 界面。其他外设接口任务来实现GPIB、1553B、ARINC429、RS485、RS422外设接口的数据接收和发送。
数据转发任务来完成数据的转发，来实现各个接口间的数据转换。其他辅助任务主要是完成如LED灯控制和按键控制等任务。
任务之间的工作过程如下：各个任务完成初始化后进入挂起状态，当有数据从某个外设接口进入后（这里我们以网络接口为例），将引起中断请求，在中断函数内通过信号量使网络接口任务处于运行态，网络接口任务将接收到的数据包发送给TCP/IP协议服务任务来完成数据的处理，然后根据请求的不同调用不同的任务，如果是Web界面请求则调用Web界面任务，如果请求是向其它外设接口发送数据则调用数据转换任务，将转换的数据发到相应的端口，调用相应的外设接口任务，最终完成数据在对应外设接口的输出。
5 仿真和实验
在程序的开发过程中，我们对用Verilog HDL语言开发的GPIB和ARIC429总线逻辑进行了时序仿真。仿真图如图7和图8所示。
图8 GPIB发送数据时序图
图7 ARIC429发送数据时序图
对嵌入式Web界面的实现，我们在Altera公司的DE2 Development and Education board上进行了实验，Web 欢迎界面如图9所示。
图 9 嵌入式Web欢迎界面
6 结束语
实现LXI总线到其他总线协议的转换，有多种方案可供选择。一种是采用以太网控制器+单片机（DSP）+FPGA，这种方案要在单片机或DSP内实现TCP/IP协议，工作量大而且电路复杂；一种是网络芯片+控制器+FPGA，采用专门的网络芯片来实现TCP/IP协议，减少了工作量，但是这种协议是固化的，不一定和我们的需要相一致。本文作者的创新点是采用以太网控制器+FPGA方案，在FPGA内嵌入Nios II软核处理器，实现控制作用，并移植了μC/OS-Ⅱ和lwip实现了TCP/IP协议，在FPGA剩余的空间内实现其它的接口逻辑，这样做既简化了电路，也增加了系统的通用性和重构性。
参考文献
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2.1按照信息表征层次的分类系统的信息融合相对于信息表征的层次相应分为三类:数据层融合、特征层融合和决策层融合。 数据层融合通常用于多源图像复合、图像分折与理解等方面，采用经典的检测和估计方法。特征层融合可划分为两大类:一类是目标状态信息融合，目标跟踪领域的大体方法都可以修改为多传感器目标跟踪方法;另一类是目标特性融合，它实质上是模式识别问题，具体的融合方法仍是模式识别的相应技术。 决策层融合是指不同类型的传感器观测同一个目标，每个传感器在本地完成处理，其中包括顶处理、特征抽取、识别或判决，以建立对所观察目标的初步结论。然后通过关联处理、决策层触合判决，最终获得联合推断结果。 2.2JDL模型(Joint Directors of Laboratories, JDL)和λ -JDL模型该模型将融合过程分为四个阶段:信源处理,第一层处理(即目标提取)、第二层处理(即态势提取)、第三层提取(即威胁提取)和第四层提取(即过程提取)。模型中的每一个模块都可以有层次地进一步分割，并且可以采用不同的方法来实现它们。 λ-JDL模型为JDL模型的简化，把0层包含进了1层，4层融入其他各层中。
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我国信息系统集成行业概况研究 1、行业概况 （1） 行业发展概况 软件和信息技术服务业包括软件产品及其他信息技术服务，信息系统集成属于其他信息技术服 务的细分领域。信息系统集成是指通过结构化的综合布线系统和计算机网络技术，将各个分离的设 备(如个人电脑)、功能和信息等集成到相互关联的、统一和协调的系统之中，使资源达到充分共享，实现集中、高效、便利的管理。采用功能集成、网络集成、软件界面集成等多种集成技术。实现的 关键在于解决系统之间的互连和互操作性问题，它是一个多厂商、多协议和面向各种应用的体系结 构。 信息系统集成行业作为软件产业的细分领域，在国内仅有三十多年的发展历史，根据前瞻产业 研究院发布的《2018-2023年中国计算机系统集成行业市场前景预测与投资战略规划分析报告》分析，可简单分为如下几个阶段： ①增值代理阶段（80年代初至90年代初） 与其他类型的国内IT 企业相同，国内的信息系统集成业务最初也是通过代理分销业务逐步发展 起来的，代理分销产品基本上是PC、外设、笔记本电脑等产品，随着市场规模的扩大，小型机也被 逐步纳入到代理分销的产品当中，包括IBM、HP 等公司都逐步在国内发展了一批小型机产品的代
理商。这些代理商成为国内信息系统集成商演变的原形。最初阶段的信息系统集成商严格意义上讲， 都是硬件代理商，此阶段业务为以增值代理为主。 ②个性化定制阶段（1993年~1998年） 个性化定制阶段表现为部分商家开始参与客户的一部分信息化建设，除了掌握硬件集成技术 外，信息系统集成商开始进入到为客户定制和开发软件阶段。在这一发展阶段，信息系统集成业务 主要为个性化定制或半定制，所谓半定制是指集成商基于客户原有的部分软件进行改造开发和信息 系统集成工程实施，这属于一种高消耗的业务模式，其存在的基础是暴利。此阶段的主要特征为： 技术资源分散、地方色彩浓厚、无法形成规模。 ③行业服务阶段（2000年以后） 从1999年开始，随着客户理性采购比例增加，信息系统集成跟随硬件利润的下滑，利润率趋 于稳定和合理。此阶段，个性化定制的资源高消耗业务模式开始受到普遍的置疑，开发资源的优化 使用成为信息系统集成商最关心的问题。由于行业客户的IT 应用需求有本质的趋同性，开发经验可 以得到延续使用，因此信息系统集成商的地域区隔逐渐被打破，对客户进行行业性的区分，并确立 自身在客户眼中的行业服务形象成为国内信息系统集成商的主要竞争方向，新的竞争格局开始形 成，这一发展阶段可称之为行业服务阶段。 ④应用软件产品化阶段 网络应用在国内的迅速普及导致信息系统集成行业在很短的时间内就进入了第四个发展阶段
基于神经网络的信息融合技术
基于多传感器信息融合的 数控机床故障诊断研究 1.引言 数控机床具有加工柔性好、加工精度高、加工质量稳定、生产率高等诸多特点，但其结构和运行工况也很复杂，一旦机床发生故障，引起故障的因素众多，有机械方面的，有电气方面的，同时同一种故障往往有不同的表现，同一种症状又常常是几种故障共同作用的结果，故障的多样性、复杂性和各故障之间的复杂联系构成了数控机床故障诊断中的重点和难点。每个传感器都有一定的功能和测量范围，单个传感器的数据从某个侧面反应被测对象或系统的情况，难免带有一定的局限性。仅仅通过单一传感器的特征提取和诊断分析将无法成功完成对数控机床的故障诊断任务。因此多传感器数据融合技术显得尤为重要，它能克服传感器使用的局限性和传感器信息的不准确性，充分地、综合地、更有效地利用多传感器信息，减少信息的模糊性，增加决策可信度，提高对数控机床的故障诊断的准确率。 多传感器数据融合是一种重要的传感器信息处理方法，它起源于20世纪70年代，最早被应用于军事领域，用于解决目标识别与跟踪、状态与身份估计、态势和威胁估计等技术问题。它能充分利用不同时间与空间的多传感器数据资源，在一定准则下进行分析、综合、支配和使用，得到对被测对象的一致性解释和描述，并做出相应的判断、估计和决策。 多传感器数据融合有多种算法，其中，D-S证据理论方法的应用最为广泛。本文主要建立了基于多传感器信息融合的数控机床二级故障诊断系统：基于自适应加权算法的一级融合，基于D-S证据理论的二级融合。然后利用某一论文中的数控机床的测量数据，通过MATLAB软件对其进行分析计算，最后得出结论。 2．基于多传感器信息融合的二级故障诊断系统 本文介绍了一种基于多传感器信息融合的二级故障诊断系统：基于自适应加权算法的一级融合，基于D-S证据理论的二级融合，如图1所示。
系统集成市场分析
A:请详细描述您的答案。系统集成,system integration,是把不同的基础产品及系统，根据现实需求应用需要，有机地组合成一个一体化的满足现实需求应用需要的新型系统的过程和方法。 从单一产品应用的案例上来说，随着产品技术、设计、功能的提升，产品使用方法的简便，使得系统集成变得简易化，在该产品内行看来，系统集成变的容易了。 从综合产品应用的案例上来说，随着产品技术、设计、功能的提升，产品性能的改变，要求系统集成提供商必需具有更强的产品应用方案设计能力。 从巨大的计算机到笔记本电脑，从单台电脑到全球互联网，从遥控器到物联网，“电子元器件+应用软件+网络+应用方案”在系统集成领域扮演着核心角色，您定位在哪个角色，决定着您对系统集成的掌控力。 B:我个人认为，在不同的阶段，赋予“系统集成”的意义是不意义的，在信息化的早期，我们所接触的心态集成的概念，集中在“通过结构化的综合布线系统和计算机网络技术，将各个分离的设备(如个人电脑)、功能和信息等集成到相互关联的、统一和协调的系统之中，使资源达到充分共享，实现集中、高效、便利的管理。”简而言之，就是弱电系统和网络技术；在发展到一定时期后，整个信息化的环境，是相对成熟了，你们对系统集成而言，就不能简单的停留在弱电这个环节，于是乎，提出了智能化的概念，紧接着，就是智慧化的概念了。若在智慧化概念中，去强调弱电，显而易见，空间一定会压缩，因为弱电本身没有什么技术门槛，它是一个多厂商、多协议和面向各种应用的体系结构，核心的技术或能力的拥有者，在厂商，不在集成商，在集成商这端，竞争白热化，利润低，因为大企业的运营成本高，所以被迫退出居多，反而小企业，运营成本小，反而有一样的空间； 综上，我个人认为，这个行业，会两极分化，掌握核心技术的企业，会在解决方案的一端来主导行业的趋势，市场空间还是很大，这也有政府政策推动和跟风的作用；而想反，没有掌握技术核心的企业，规模越大，空间越小。 拙见，讨论而已！ C:抛开环境特性单纯从行业出发，系统集成的行业空间越来越大应该是一个共识吧，只不过可能未来的趋势还是大而全+小而美，既有做整体平台解决方案的提供商，也有专注于某一细分领域的专业公司。而在国内来讲，周边因素对这个行业的影响会更显著，比如说国内经济情况、政府财政开支的转向等都会影响到行业景气程度。不过就其中发展的个人而言，作为局内一份子，确实感觉发展空间越来越小。这行里面实在是涌入了太多的聪明人，而产业链的上游大部分还是在国外，所以这么多聪明人就只能在红海里扑腾：竞争越来越激烈，毛
工业自动化中信息系统集成的应用研究
工业自动化中信息系统集成的应用研究 信息技术的发展与使用，已经成为当前社会必不可扭转的一个趋势，不仅对人们的日常生活产生了不小的影响，而且对社会各个行业的发展也带来了巨大的变化，尤其是在计算机技术和互联网技术日渐普及的情况之下，信息系统集成更是广泛应用于各个领域，被现代企业所采用。由于信息系统集成的有效应用，有利于促进整体的进步与发展，因此，对于企业而言，如何应用信息系统集成是需要解决的一个关键性问题，而文章就从信息系统集成在工业自动化中的应用进行相关方面的探讨和研究，以供参考。 标签：工业自动化；信息系统集成；技术 Abstract：The development and use of information technology has become an irrevocable trend in the current society，which has not only had a great impact on people’s daily lives，but also brought about tremendous changes to the development of various sectors of society. Especially with the increasing popularity of computer technology and Internet technology，information system integration is widely used in various fields，adopted by modern enterprises. Because the effective application of information system integration is beneficial to promote the progress and development of the whole，therefore，how to apply the information system integration is a key problem to be solved for the enterprise. In this paper，the application of information system integration in industrial automation is discussed and studied for reference. Keywords：industrial automation；information system integration；technology 1 概述 工业作为国民经济的重要组成部分，对国民经济的发展发挥着良好的促进作用，而所谓的工业，不是指手工业，而是现代化机器大工业，是人类社会生产力发展到一定的历史阶段而产生，合理开展工业，对于多个方面的发展都具有重要的意义。工业自动化是受到多个方面因素的影响而形成的必然趋势，对于提升市场竞争力、减少运营成本、提高工作效率等都具有重要的作用，为了促进工业自动化得到更好的发展，在现代社会中信息系统集成的应用能够带来多方面好处，因此，加强信息系统集成在工业自动化中的应用，在此基础上开展科学的管理和指标控制，有利于促进整体的进步。 2 信息系统集成和工业自动化的分析 在探讨信息系统集成应用于工业自动化之前，首先需要明确两个方面的内容，一方面是以信息系统集成为主，另一方面是以工业自动化为主，通过对这两个方面的内容进行深入了解，从而为后续应用对策的提出奠定基础。 2.1 信息系统集成的内容与特点
MES与ERP系统集成技术研究
MES与ERP系统集成技术研究 摘要：IT技术的蓬勃发展，对企业来说既是机遇又是挑战。近年来，ERP与MES系统也成功应用于工厂生产业务的管理上。但是，随着对ERP与MES系统的深入应用，系统间的集成与协同越来越成为制约信息系统深化与提高的瓶 颈点。本文主要介绍系统集成的必要性、已实现的集成方式及集成过程中应着重注意的问题。现阶段的主要问题是不同系统间的数据信息不能共享，同一信息在不同系统中需要重复多次的输入。 关键词：企业管理信息化集成 中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号： 1007-9416（2016）01-0000-00 通过对离散型制造企业的生产加工特点进行分析，可知企业的一切资源都是围绕在工序级作业计划周围的。而工序级作业计划恰恰是在MES（Manufacturing Execution System）系统中进行管理。所以，以MES为核心开展涵盖企业已有信息系统的集成就成为了必然。 1 MES、ERP系统现状 工厂MES系统已形成了具有基础数据管理、生产计划管理、作业计划管理、制造资源管理、工时成本管理等功能模
块的综合性平台。ERP系统在物料、BOM、工艺路线、提前期、经济批量等基础数据的基础上，已实现全型号的工单管理、库存管理、物配平台管理，并在批产机种上实现了基于MRP计划下达模式的管理。 2 MES、ERP系统集成意义 现阶段的主要问题是不同系统间的数据信息不能共享，同一信息在不同系统中需要重复多次的输入。例如，ERP系统中的零件级生产计划，MES系统中的工序执行过程数据，各自封闭在自己的系统中；计划员需要依据ERP计划重新在MES系统中建立并下达计划；依据MES的执行过程结果在ERP系统中二次录入信息。 通过集成，减少信息传递的中间环节，节省时间，提高效率，减少了手工传递带来的人为错误。通过集成，能使信息系统更加完善，使资源达到充分共享，发挥整体效益实现集中、高效、便利的管理。通过集成，将各个分离的子系统连接成一个完整可靠和有效的整体。 3 MES、ERP系统集成应用实例 3.1 集成方案 3.1.1生产任务集成功能的设计 在ERP系统中生产任务的下达主要有以下两种途径：MRP计划下达、手工下达。ERP系统中生产任务信息、生产任务物料需求信息，开放给MES系统接口。MES系统通过
关于典型机械设备综合在线测试系统设计、改造、配置项目
关于“数据采集系统”项目 技术指标要求 该系统主要包含四部分组成；便携式数据采集系统、测量附件系统、专业测量与分析软件系统。具体配置及主要技术要求如下。 1.云智慧数据采集分析仪 1)通道数：11个。8个模拟输入通道，1个转速输入通道，2个模拟输出通道； 2)数据传输方式：网线，无线，支持网络式远程操作，可以扩展3G信号远程 实时在线监测。 3)每通道独立24位AD模数转换。 4)每台采集仪内置16G存储,支持离线采样。 5)所有通道同步采集时，每通道最高采样频率204.8KHz，采样频率任意设置。 DA精度：有效数据位31位，输出最高频率192KHz 6)可以进行多台级联级联，最大可定制到64 台或更多台级联，多机GPS及北 斗双模异地同步、多机1588同步。 7)输入幅值精度优于0.03mVrms@±10V量程。相位匹配：优于0.2°@10kHz。 8)内置1、10、100、1000倍放大，输入量程可选择。 9)动态范围为120dB（典型值），保证值为110dB，任意通道间干扰优于-120dB。 10)可外接DC9～36V供电，支持POE供电模式。 11)内置可充电锂电池，无外供电独立工作时间可支持8小时。 12)支持断电重启后采集状态自动恢复和自动零点校准； 13)可外输出5V、9V、12V、15V直流电压/1Ch转速输入,5VDC供电,25MHz高速
采样信号源输出通道，最大输出电压：±10VP，最大输出电流：5mA，每通道不低于24 位AD模数转换。 14)信噪比不低于110dB，输出最高频率不低于192KHz，幅值精度：优于0.2%。 信号类型：正弦、正弦扫频、随机、磁盘文件等，能将采集的数据进行回放。 15)采集仪对外接口必须是lemo接头。 16)外形尺寸(mm)不大于：L210×W120×H50，重量:不大于2kg。保证系统便携。 2.专业级信号分析软件 1)Windows8/7/XP操作系统，支持64位操作系统，支持台式机和笔记本电脑， 云智慧模式可利用Web浏览器登陆，支持iPad及安卓、苹果等手机系统 2)支持在3G通信方式下，通过数据采集软件和Web对远程网络采集仪进行设 置、示波、时域统计、状态查询、数据下载等，Web方式兼容IE、safari、chrome等浏览器，支持电脑，Pad和手机操作，此方式传输距离无限制。3)软件分析频率精度10-12数量级，软件分析幅值精度10-12数量级，在适当测 试条件下，测试系统频率精度最高可达10-8数量级，测试系统幅值精度可达10-3数量级。 4)具有超低频快速测量技术，测量时间为信号周期的1/10时，频率误差为2%， 幅值误差为3%，当测试时间为信号周期的1/4时，频率误差为0.2%，幅值误差为0.6%。 5)可以进行数据浏览，各种分析结果的输出，包括图形的复制、保存、打印。 将分析结果进行各种文件格式（文本、Excel表格、ACCESS、matlab等）的输出，也可直接把图形和数据输出报告。 6)实时分析：实时显示和分析记录时域谱、FFT谱、功率谱、1/3倍频程谱、 振动量级、声压级。 7)实时报警分析：可设置振动和声源报警阈值，对超过阈值的数据在软件界面 上实时进行报警。 8)按通道设置采样率的功能：可对不同的通道设定不同的采样频率，并进行不 同的处理，每个通道可以独立设置不同的采样率。
2018年系统集成IT运维行业分析报告
2018年系统集成IT运维行业分析报告 2018年9月
目录 一、行业监管体系及产业政策 (4) 1、行业监管体系 (4) 2、行业主要法律法规及产业政策 (4) 二、行业发展概况 (7) 1、软件和信息技术服务行业 (7) 2、信息系统集成行业 (10) （1）信息系统集成企正在向解决方案提供商转变 (11) （2）行业集中度不断提高 (11) （3）市场应用领域不断拓展 (12) （4）政府是行业增长的重要力量 (12) 三、行业上下游情况 (13) 1、与上游的关联性 (14) 2、与下游的关联性 (14) 四、行业竞争格局与壁垒 (14) 1、竞争格局 (14) 2、行业进入壁垒 (15) （1）技术壁垒 (15) （2）资质壁垒 (16) （3）资金壁垒 (16) （4）经验壁垒 (17) （5）人才壁垒 (17) 五、影响行业发展的因素 (18) 1、有利因素 (18) （1）国家政策的支持 (18) （2）充分的市场竞争 (18) （3）软件产品更新速度快 (18)
（4）市场需求持续增长 (18) （5）科学技术进步带来的新机遇 (19) 2、不利因素 (19) （1）人才结构矛盾凸显 (19) （2）资金短缺 (20) 六、行业风险 (20) 1、市场竞争加剧的风险 (20) 2、核心技术人员流失的风险 (20) 3、技术更新与研发风险 (21) 4、行业政策风险 (21)
一、行业监管体系及产业政策 1、行业监管体系 目前，国家工业和信息化部是行业行政主管部门，主要职责包括：制定并组织实施软件、系统集成及服务的技术规范和标准；制定全国统一的软件产品登记号码体系、制作软件产品登记证书；发布软件产品登记公示等；指导软件业发展；监督、检查全国的软件产品管理工作；推动软件公共服务体系建设；推进软件服务外包；指导、协调信息安全技术开发。 中国软件行业协会是行业自律组织，其主要职责为：受工业和信息化部委托对各地软件企业认定机构的认定工作进行业务指导、监督和检查；负责软件产品登记认证和软件企业资质认证工作；订立行业规范，约束行业行为，提高行业自律性；协助政府部门组织制定、修改本行业的国家标准和专业标准本行业的推荐性标准等。 软件行业实行著作权登记制度。软件著作权登记的业务主管部门是国家版权局中国版权保护中心。 2、行业主要法律法规及产业政策 我国政府始终高度重视我国软件行业的发展，国家先后出台了多项规范和扶持软件和信息技术服务业的政策，从制度层面提供了行业发展的良好环境。相关法律法规及政策如下：
中国系统集成市场发展现状
中国系统集成市场已经告别过去的飞速成长期，进入一种相对平稳的发展时期，呈现出一些不同于以往的新特点。区域市场不平衡，中心城市占据主要地位由于以北京为中心的北方地区、以深圳和广州为中心的华南地区、以上海和南京为中心的华东地区IT应用需求规模一直占据重要位置，形成这些地区占据系统集成市场的大部分份额。同时，系统集成商大部分是从硬件代理商发展而来，并形成了大大小小的割据势力，尤其是在北京、深圳、广州、上海等城市，聚集了一大批系统集成商。软件和服务成为集成厂商竞争的焦点随着系统集成在各类行业中的不同应用，系统集成的分工也越来越细，系统集成商也展开了专业化的多种服务。在系统集成的价值链中，每一个环节都成了集成商的利润点。各大、中集成商找准了自身的优势，不断开拓新的利润增长点。越来越多的集成商改变了过去以硬件代理为主的经营模式，投入大量的力量在目前市场需求增长最快的业务――软件和服务上。一些公司利用自己在某一领域、行业方面的优势为客户订制应用软件；而另一些公司则利用在集成市场中的合作经验，集合各具实力的公司形成一个系统集成联盟，通过强强联合，做一些大规模的项目，提供全方位的服务。软件和服务已成为传统系统集成商发展的新方向。细分市场，集成产品突出行业化特色系统集成商越来越注重细分市场，以发挥自身的行业优势。系统集成商提供的更多的是对某一个或某几个行业开发出的、有系统集成商本身标识的应用软件产品和解决方案产品。通过过去的客户积累，研究某一类客户群体各自个性化需求掩盖下的共性需求，并通过研发将这些共性需求用应用软件和解决方案这样的产品形式表达出来，从而在再面对同类客户时，系统集成商可以只对客户的纯个性方面进行产品的再加工和改进。促销方式日益为集成商所重视2002年越来越多的系统集成商开始通过各种宣传方式展示其行业解决方案和应用软件研发成果，一些在国内排名前列的系统集成企业都推出了优秀的行业解决方案集锦，举行了大量的市场活动，进而起到规模性推广的作用。参与者不断增多导致市场整体利润水平逐渐下降在许多上游软硬件厂商向“以客户为中心”的服务转型、经销渠道扁平化的大趋势下，许多经销单一软硬产品的传统渠道商也开始向集成业务转型，这类企业的数量众多，素质参差不齐，在市场上，它们大多立足于各自的优势市场，围绕着自己所熟悉的软硬件产品开展集成业务，业务类型大多属于关系型。因此给现有还不够规范的市场带来了很大的冲击，致使市场利
-信息融合技术的发展过程、研究现状以及未来发展趋势--
信息融合技术 学生： 学号： 指导老师：
信息融合技术的发展历程 1信息融合技术的发展过程 概述： 随着电子技术、信号检测和处理技术、计算机技术、网络通信技术以及控制技术的飞速发展,各种面向复杂使用背景的多传感器系统大量涌现,在这些多传感器系统中,信息表示的多样性,信息数量的巨大性,信息关系的复杂性,以及要求信息处理的及时性、准确性和可靠性都是前所未有的。这就使得利用计算机技术对获得的多传感器信息在一定准则下加以自动分析、优化综合以完成所需的估计和决策—多传感器信息融合技术得以迅速发展。确切地讲信息融合技术是随着信息处理和指挥自动化系统的发展而形成的,涉及数学、军事科学、计算机科学、自动控制理论、人工智能、通信技术、管理科学等多学科的交叉和具体使用。对信息融合的理解并不困难,通俗地说,它是关于如何协同利用多源信息,以获得对同一事物或目标更客观、更本质认识的综合信息处理技术。在信息网络系统中,原始采集的信息经常是无序的、分散的甚至是错误的,只有经过信息处理,将大量的信息进行融合,相互印证,去伪存真,才能得到有用的、相互关联的、而且是可方便使用的信息。实际上,人本身就是一个高级的信息融合系统,大脑这个融合中心去协同眼(视觉)、耳(听觉)、口(味觉)、鼻(嗅觉)、手(触觉)等多类“传感器”去感觉事物各个侧面的信息,并根据人脑的经验和知识进行相关分析、去粗取精,从而综合判决,获得对周围事物性质和本质的全面认识。 信息融合是利用计算机技术将来自多个传感器或多源的观测信息进行分析、综合处理．从而得出决策和估计任务所需的信息的处理过程。另一种说法是信息融合就是数据融合．但其内涵更广泛、更确切、更合理，也更具有概括性．不仅包括数据，而且包括了信号和知识。 根据美国国防部三军实验室理事联席会给出的定义：信息融合是一个对从单个和多个信息源获取的数据和信息进行关联、相关和综合，以获得精确的位置和身份估计，以及对态势和威胁及其重要程度进行全面及时评估的信息处理过程；该过程是对其估计、评估和额外信息源需求评价的一个持续精练（Refinement）
信息系统集成服务行业研究报告
信息系统集成服务行业研究报告
软件信息技术与系统集成服务行业研究报告 作者：郭跃盼一、行业概述 根据《上市公司行业分类指引》（2012年修订）划分，行业划属“I信息传输、软件和信息技术服务”。根据《国民经济行业分类》（GB/T4754-2011）划分，行业划属“I信息传输、软件和信息技术服务-I65 软件和信息技术服务业-I652 信息系统集成服务”。根据《挂牌公司管理型行业分类指引》划分，行业划属“I信息传输、软件和信息技术服务-I65 软件和信息技术服务业-I652 信息系统集成服务- I6520 信息系统集成服务”。 二、行业监管机构和相关法律法规 （一）行业监管机构 金融物联网行业主管部门为中华人民共和国工业和信息化部，部分下游应用行业主管部门包括新闻出版广电总局、中国计算机行业协会、中国软件行业协会等。中华人民共和国工业和信息化部的主要职责包括统筹推进国家信息化工作，制定并组织实施工业、通信业的行业规划、计划和产业政策，推动软件业、信息服务业和新兴产业发展等。 国内外包服务的主管部门为各级政府。由市领导、市政府相关职能部门和各区政府分管领导负责。包括编制服务外包产业发展规划，制订服务外包产业的政策措施，组织实施服务外包人才培训、拓展市场等具体工作。我国金融服务外包行业的监管尚处于起步阶段。尚没有全国性的行业协会组织。部分省市成立了省市一级的服务外包行业协会，属于非盈利性团体法人。 金融机具行业的行政主管部门是国家发展和改革委员会及国家工业和信息化部。发改委主要负责研究制定产业政策、提出中长期产业发展导向和指导性意见、项目审批等。工信部主要负责拟定并组织实施发展规划，推荐产业结构战略性调整和优化升级，制定并组织实施行业规划、计划和产业草案，提出优化产业布局、结构的政策建议。起草相关法律、法规草案、制定规章，协调解决行业运行发展中的有关问题并提出政策建议等。
信息融合的分类方法
多源信息融合技术分为假设检验型信息融合技术、滤波跟踪型信息融合技术、 聚类分析型信息融合技术、模式识别型信息融合技术、人工智能型信息融合技术等。 1、假设检验型信息融合技术 假设检验型信息融合技术是以统计假设检验原理为基础，信息融合中心选择某种最优化假设检验判决准则执行多传感器数据假设检验处理，获取综合相关结论。 2、滤波跟踪型信息融合技术 滤波跟踪型信息融合技术是将卡尔曼滤波（或其他滤波）航迹相关技术由单一传感器扩展到多个传感器组成的探测网，用联合卡尔曼滤波相关算法执行多传感器滤波跟踪相关处理。 3、聚类分析型信息融合技术 聚类分析型信息融合技术是以统计聚类分析或模糊聚类分析原理为基础，在多 目标、多传感器大量观测数据样本的情况下，使来自同一目标的数据样本自然聚集、来自不同目标的数据样本自然隔离，从而实现多目标信息融合。 4、模式识别型信息融合技术 模式识别型信息融合技术是以统计模式识别或模糊模式识别原理为基础，在通常的单一传感器模式识别准则基础上建立最小风险多目标多传感器模式识别判决准则，通过信息融合处理自然实现目标分类和识别。 5、人工智能信息融合技术 人工智能信息融合技术将人工智能技术应用于多传感器信息融合，对于解决信
息融合中的不精确、不确定信息有着很大优势，因此成为信息融合的发展方向。智能融合方法可分 为：基于专家系统的融合方法；基于神经网络的融合方法；基于生物基础的融合方法；基于模糊逻 辑的融合方法等。 多源信息融合的融合判决方式分为硬判决方式和软判决方式。所谓硬判决或软判决指的是数据处理活动中用于信号检测、目标识别的判决方式。每个传感器内部或信息融合中心都既可选用硬判决方式，也可选用软判决方式。 1、硬判决方式 硬判决方式设置有确定的预置判决门限。只有当数据样本特征量达到或超过预置门限时，系统才做出判决断言；只有当系统做出了确定的断言时，系统才向更高层次系统传送”确定无疑”的判决结论。这种判决方式以经典的数理逻辑为基础，是确定性的。 2、软判决方式 软判决方式不设置确定不变的判决门限。无论系统何时收到观测数据都要执行相应分析，都要做出适当评价，也都向更高层次系统传送评判结论意见及其有关信息，包括评判结果的置信度。这些评判不一定是确定无疑的，但它可以更充分地发挥所有有用信息的效用，使信息融合结论更可靠更合理。 按信息融合处理层次分类，多源信息融合可分为数据层信息融合、特征层信息融合、决策层信息融合等。 1、数据层信息融合 数据层信息融合联合来自每一个传感器的原始数据，其优点是信息丰富，结果精确，但是通讯和运算量大，数据需要预处理，传感器之间往往要求同质或者同等精度。主要的数学方法是：加权平均法、卡尔曼滤波[147,148]、贝叶斯估计、参数估计法等，与信号处理有一定的相似性。
中国系统集成行业发展现状和未来预测
中国系统集成行业发展现状和未来预测 时间:2010-05-21 13:43作者:天潞 中国系统集成行业发展现状 2009年中国系统集成行业市场规模为3542.9亿元，其中计算机信息系统集成的收入为2202.9亿元，智能建筑系统集成市场规模为500亿元，安防系统集成（工程）市场规模为960亿元。中国系统集成行业市场未来十年中年平均增长率为20%，预计2019年突破2万亿。 2010年中国系统集成行业进入快速发展的黄金十年。标志性的事件包括国家《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》（即软件业“18号文件”）的替代文件正在国务院接受审核，年底前肯定会出台；物联网强势启动，而物联网的技术已经存在，只是缺少一个整合，这种整合就是广义意义上的系统集成，因此物联网产业崛起必将为系统集成行业带来新的热点和增长点。 按照系统集成的最新定义，系统集成是指一个组织机构内的设备、信息的集成，并通过完整地系统来实现对应用的支持。系统集成包括设备系统集成（智能建筑系统集成、计算机网络系统集成、安防系统集成）和应用系统集成。为了便于数据的科学统计和预测，本调查分析报告将计算机网络系统集成与应用系统集成合并统计，即通称的计算机信息系统集成（或行业信息化），而智能建筑系统集成和安防系统集成（工程）则单独统计。 根据2009年全国软件产业统计公报的数据，2009年，我国软件产业完成软件业务收入9513亿元，同比增长25.6%，其中计算机信息系统集成收入为2202.9亿元,同比增长23.7%。尽管近年来计算机信息系统集成服务市场已经涌现了神州数码、华胜天成等大型上市企业，但就行业整体业务水平来说，仍旧停留在较低层级上：至2009年10月份为止通过中国计算机信息系统集成资质的3422家企业中，只有6.3%的企业拥有一级系统集成资质，大量存在的是业务水平较低的三级、四级系统集成商，合并占比达到67.8%。 未来计算机信息系统集成市场增长较快的几个行业主要有政府、金融、电信、教育等，另外中小企业信息化建设在未来几年也会迅速增长。年增长25%。2010年－2019年这10年，将是计算机信息系统集成商整合最频繁的十年。因为计算机信息系统集成技术已日趋成熟，而且我们知道，计算机信息系统集成服务自诞生之日起，就一直随着IT行业的大势而发展。从最初的硬件主导，到今天的硬件软化，再到将来的软件服务化、服务产品化，计算机信息系统集成行业发展大势有着一个清晰的演进脉络。因此，在整个系统集成领域中，计算机信息系统集成将是产品转型、服务转型最快、最为彻底的一个部分。未来十年，3000多家计算机信息系统集成商最终整合成不到500家，一些年营业额超过100亿元的系统集成商也将诞生。