DSP系统中WatchDog与UART的FPGA实现

卫星话音通信设备广泛采用了DSP+FPGA的系统结构。为了保证话音通信的工作模式随业务变化作自适应切换,需要和UART监控信道随时交换信息;同时,为保障系统安全可靠工作,还需采用故障监控WatchDog电路。文中研究了WatchDog和UART的FPGA设计实现过程,区别于传统方案中使用专用芯片MAX6701、TL16C550分别实现WatchDog、UART功能,直接利用声码板上现成的FPGA芯片Lattice 4256V-10T100I实现上述两功能,并在话音处理系统中进行了硬件测试。结果表明:与传统方案相比,文中方案具有资源利用率高、体积轻便、功耗低、系统配置方便等优点。     

基于XilinxFPGA的数字下变频的实现

为解决专用数字下变频芯片价格昂贵、灵活性不强的问题,研究了如何基于FPGA实现数字下变频的功能。本设计结合硬件资源从数字下变频的系统各模块的主要功能,以及从彼此间的性能制约上考虑,先通过MATLAB仿真选择合适的参数,然后在Xilinx公司ISES．2开发环境下,使用Verifog语言编程实现。最后对基于FPGA实现的数字下变频系统调用Modelsim进行仿真测试,验证了设计的正确性。     

基于PC104总线的FPGA配置刷新管理

FPGA在火控计算机中的使用即增加了系统性能,也增加了系统的风险。根据系统的特点,设计了FPGA的配置刷新管理系统。该系统利用了火控计算机总线接口和部分FPGA资源,实现了FPGA配置数据错误的实时检测与刷新控制,增加了整个系统的可靠性。     

EHW实现过程中VHDL程序自动生成研究

论述了在基于FPGA的EHW内进化实验中特定格式的染色体编码表示和相应的VHDL程序自动生成的基本概念，制定了具体规则和方法，奠定了硬件进化及评估过程实现全自动运行的基础，并对自动生成的结果予以实际验证。该方法能在使用不同的FPGA芯片作为演化载体时，避免对不同的数据流进行格式分析，以便在通用的EDA环境中，直接实现以二进制数串表示的染色体自动处理和相关配置文件的形成。按此方式可在很大程度上摆脱对某些固定类型FPGA芯片的依赖，有助于建立方便、实用的EHW环境。     

程控滤波器制作与探讨

系统以FPGA器件和微处理器为核心构成,由程控放大器、参数可调滤波器、简易幅频特性测试仪和控制显示单元四部分组成。其中程控放大器增益为(0~60)dB,10 dB步进;在单片FPGA器件中集成了低通、高通和椭圆三种数字滤波器;滤波器截止频率和放大器放大倍数可通过4×4键盘设置并在液晶上显示;幅频特性测试仪可绘出所测系统的幅频特性曲线。整个系统设计方案先进,精度高,各项指标均满足设计要求。     

基于SOPC技术的无人机飞控系统硬件平台设计

提出了一种基于可编程片上系统(SOPC)技术的无人机飞行控制系统硬件解决方案.控制系统核心为单片FPGA芯片,处理单元采用了多个高性能32位嵌入式NiosⅡ处理器来并行处理数据.利用VerilogHDL硬件描述语言在FPGA芯片内部编写了包括图像预处理、姿态预处理、逻辑控制系统等设备.和传统的无人机控制系统相比,得益于采用SOPC技术带来的高度集成性,控制系统保证了在具有很强的数据处理能力的同时拥有较小的体积和较低的功耗.     

分布式算术及其在FPGA中的实现

介绍了分布式算术的原理以及它在基于LUT的FPGA器件上的实现 ,比较了串行分布式算术和并行分布式算术在面积开销和性能方面的差异。     

遥测记录装置高速数据存储系统设计

针对遥测系统数据记录装置中,高速数据传输速率和存储速率不匹配问题,提出了一种基于FPGA控制的NAND FLASH阵列实现一种高速流水线式存储方案。在逻辑设计上,采用交替双平面交叉编程的分时加操作技术、基于FPGA的二级缓存技术,平均存储速率不低于59 MB/S;在硬件电路上,采用均衡加重技术,提高信号的传输质量,保证数据的可靠性;该系统已成功应用于某导弹发射回收试验,其可靠性和可行性已在工程实践中得到验证。     

基于FPGA的高速图像处理系统设计

针对坦克图像处理中存在的系统集成度不高、处理速度较慢等问题,设计了一种基于FPGA的高速图像处理系统。该系统通过在FPGA上配置Nios Ⅱ软核处理器以及图像采集、处理和显示等功能模块来实现其主要硬件电路,并结合系统的软件设计实现了多路图像信号的采集以及图像的放大/缩小、裁剪和叠加显示等功能。由于采用了可编程芯片和并行处理技术,该系统具有集成度高、维修性好、图像处理速度快和实时性强等优点。     

基于FPGA的IRIG-B码(DC码)解码器设计

基于GPS时间统一的课题背景,提出了一种基于FPGA的直流B码解码方案。设计了一种新的解码算法,由FPGA芯片实现。与以往的方法相比,FPGA具有精度高、体积小、功耗低,灵活开放、简单实用等优点,提高了解码精度,具有较强的抗干扰性。     

基于DSP和FPGA的载波移相脉冲生成方法

在研究了三电平全桥变流器工作原理和载波移相原理的基础上,设计生成了基于数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)的载波移相PWM脉冲,用于驱动变流器工作。重点介绍了由DSP和FPGA生成载波移相PWM脉冲的基本原理、系统构成及实现方法,其核心思想是FPGA通过数据地址总线接收DSP输出的移相角与FPGA内部生成的三角波进行二逻辑比较,从而产生移相角可变的PWM脉冲,以满足变流器全工况范围实时控制的需要。通过优化设计,使DSP和FPGA各自的优势得以有效利用。仿真分析表明:该方法计算速度快、控制精度高,同时具有扩展性好、可靠性高等优点。实验结果与仿真结果吻合,验证了该方法的上述优点。     

基于FPGA的IP分片重组的实现

针对计算机网络中常出现的IP分片问题,依据RFC791中描述的IP协议分片重组的基本原理,在＂快速判断分片属于哪个数据报＂和＂快速判断分片重组过程是否完成＂两方面提出了改进措施,并在FPGA平台上设计实现了IP分片重组硬件系统。该系统以包预处理器、资源管理器和DDR出入端口为核心单元,充分利用了FPGA的高速逻辑运算能力,实现了高速网络数据流中IP分片的重组,吞吐率最高可达1.2 Gbit/s。     

FPGA静电电磁脉冲辐照效应试验研究

根据国际电工委员会IEC61000-4-2标准,利用ESS-200AX型ESD模拟器,选用人体-金属模型,测试静电电磁脉冲(ESD EMP)对FPGA的影响,并针对试验结果对故障原因进行分析。试验结果表明:FPGA集成电路抗静电电磁脉冲能力较强,当在FPGA集成电路周围的静电放电电压达到13 kV时,静电电磁脉冲将破坏SRAM的查找表中的数据,致使FPGA功能性损坏,但重新加电可恢复正常。     

应用SoC实现装备维修改造的研究

片上系统(SoC)技术是近年来随着微电子技术发展出现的新技术,现已被广泛应用.利用SoC可以将原来由许多芯片完成的复杂功能,集中到一块芯片中完成,以获得更高的系统性能.以某火控系统中的模拟量输入通道为例,阐述了通过SoC技术,用基于FPGA/CPLD的方法对火控系统硬件电路进行维修改造,从而探讨了解决装备维修问题的一种方法.并讨论了改造过程中单稳态触发器96L02的替代问题,以及FPGA/CPLD与外围电路的驱动能力问题.     

FPGA的车载防撞雷达系统的设计与实现

根据毫米波汽车防撞雷达的研究现状,讨论了一种基于FPGA为实现核心的总体设计方案,并详细分析该系统硬件结构和软件流程,对处理算法在FPGA上的实现提出相应的优化方法,能有效地提高运算效率的同时降低硬件成本.实验结果表明:该方案对前方车辆相关信息探测迅速准确,运行稳定可靠,能够满足汽车防撞雷达的实时性需求.     

高速多通道数据采集传输系统的设计

设计了一种基于FPGA与DSP的高速多通道实时数据采集传输系统。该系统通过FPGA实现对时钟、ADC、DSP等芯片的功能配置,采集数据由FPGA预处理后通过EMIF接口传送至DSP,并完成后续的复杂信号处理。该系统最高数据采集速率可达500 MSPS,FPGA与DSP之间可实现高速率的数据传输。实际测试结果表明,该系统实现了多通道数据的实时同步采集、传输与处理,数据采集达到较高性能,能够满足当前复杂电磁环境下精确制导雷达数据处理分析的需求。     

基于FPGA的图像实时压缩系统设计

面对图像信息数据呈现几何级数增长,传统DSP压缩系统难以实时处理。设计了一种基于JPEG2000压缩编码的实时图像压缩系统。系统采用模块化设计,以FPGA为核心控制器,协调采集、缓存、处理和传输等模块工作的顺利进行。采集的图像数据经解码芯片转换,通过FPGA控制进入缓存模块,选用专用芯片ADV212对图像进行数据压缩,压缩比例达到24∶1。试验结果表明,该压缩系统在处理速度、图像压缩等性能上有显著提高,压缩后的图像极大地保留了图像的主观视觉效果,同时保证了系统实时处理的性能要求。     

基于FPGA的DBF设计与实现

充分利用FPGA资源丰富、处理灵活等优势,采用FPGA技术实现了高带宽、高精度的DBF系统,能够与DSP系统互通,接收来自DSP系统的权值。系统通过测试,性能良好。     

任意分布随机数的FPGA实现

为了满足数字电路板的随机测试需求,在Simulink/DSP Builder中建立了产生任意分布随机数的模型,并在FPGA上进行了半实物仿真和性能分析,结果表明该模型达到了设计要求,具有实用价值。     

基于DSP和FPGA的实时图像瞄准具的设计

提出了一种基于DSP和FPGA的实时图像瞄准具的设计方案。其核心部分实时图像处理系统的设计采用了DSP＋FPGA的混合结构,即DSP作为视频图像处理核心芯片,完成复杂的图像处理算法,而采用FPGA实现视频图像的实时采集与显示,以及系统所有时序和逻辑控制。充分利用DSP高速的图像处理能力,以及FPGA灵活的系统编程能力,大大减轻了DSP的负担,使得DSP能够专心于图像处理,极大地提高了系统的实时性、可靠性与灵活性。