PXI总线的模拟用户V口通信模块设计

针对目前自动测试系统中要求测试信号传输距离远、传输速度快、传输信号种类多、系统工作环境恶劣等问题,设计并实现了基于PXI总线的模拟用户V口通信模块。利用专用接口芯片PCI9656设计了PXI总线接口模块,利用FPGA实现了对来自电话接口(V口)典型的双音多频拨号信息的判读和控制。本设计具有传输速度快、灵活高效的特点,增强了系统的集成度、稳定性和可靠性。     

基于FPGA的GNSS卫星信号模拟器扩频调制实现

介绍了GNSS卫星信号模拟器卫星信号调制方式,阐述了扩频调制原理及其在GPS和GLONASS系统中的实现方式。给出了GNSS卫星信号模拟器GPS和GLONASS系统伪随机码和扩频调制信号的生成方法,利用Verilog在Xilinx’ISE 11.2和ModelSim 6.5中完成设计和仿真,并在FPGA中进行实现。本调制模块已应用于某型GNSS模拟器样机,通过程序仿真与样机测试,表明本信号调制模块性能满足GNSS卫星信号模拟器系统需求。     

定时同步信号产生电路的设计与实现

定时器是信号接收机系统的重要组成部分,它为整个系统提供所需的各种主脉冲定时信号和波门定时信号。传统的定时器大多采用纯硬件的实现方法,利用分立元件搭建逻辑电路,造成了其电路复杂、工作量大、可读性差、可靠性低的不良表现。提出一种基于FPGA的定时器,采用STM32F407为微处理器输出频率控制信号,为信号接收机系统提供了定时信号输入和频率控制信号;最后,利用Verilog HDL和相关程序语言对FPGA和相关模块进行软件编程设计。     

模块化中频信号源设计

信号源采用小型模块化设计,由多个体积小巧的信号产生模块实现功能.模块使用FPGA控制DAC和PLL实现功能,同时为了进一步缩小体积,模块上的DAC与PLL间采用直连设计.单个模块可独立编程设置,选择输出中频信号或者时钟信号,每台信号源中的模块数量也可根据实际需求灵活选择.该信号源经过验证满足要求,可以为高速电路调试提供良好保障.     

二次雷达双门限检测接收机的研究及FPGA实现

针对基于软件无线电平台的二次雷达接收机开发,提出了一种双门限检测结构和多级对数放大的接收机设计方案。该方案基于FPGA+AD9361的硬件开发平台,使用Verilog HDL语言在Altera FPGA上完成AD9361的控制以及相关信号处理模块的开发。通过矢量信号源产生不同功率的信号对接收机进行测试,测试结果验证了方案的可行性及正确性。与传统的接收机相比,该系统能够有效剔除干扰信号,具有较大的信号接收动态范围,可以满足二次雷达接收机的要求。     

基于单片机与FPGA的多通道数字I/O电路设计

针对传统数字I/O电路功能单一,无法满足设备不同信号传输时序不同的需求,利用单片机丰富的外设接口功能以及FPGA引脚数目多、逻辑控制能力强的特点,设计了基于单片机和FPGA架构的多通道字I/O电路,应用于某型防空武器系统的火控计算机。该设计采用STM32的FSMC并行总线实现单片机与FPGA的连接,利用QuartusⅡ开发平台对FPGA内部相关模块进行逻辑设计与搭建,实现多通道信号交互。经实际验证,该方案切实可行,满足火控计算机设计需求,能够实现火控计算机与外围单体之间的信号交互。     

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。     

微波着陆系统天线模拟器的设计与实现

为降低微波着陆系统(MLS)的在线检测与维修成本,改善系统测试的工作环境,增加天线系统使用寿命,基于嵌入式控制系统ARM技术与可编程门阵列FPGA技术设计并实现了一种实用的MLS天线模拟器.该模拟器可产生六付天线射频序列检波信号和环境监测信号,具备环境告警能力.实测结果表明:模拟器产生的天线模拟信号能够满足MLS的系统要求,且与设备主机有很好的兼容性,所有模拟信号均可作为监测信号回传至MLS设备主机,用以保证设备正常工作,为MLS系统检测提供了一种新的平台.     

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。     

便携式逻辑分析仪硬件平台设计

针对现有逻辑分析仪制造成本高、不便携带以及应用场合受限的问题,设计了一种基于FPGA+STM32的便携式逻辑分析平台。该平台硬件成本低、易携带等指标满足大多数测试要求。其设计核心主要包括主控芯片、被测信号采样、触发控制、数据锁存、高速存储、串口通信、TFT液晶显示等电路,其功能实现主要依靠FPGA的硬件设计和STM32的软件控制。该平台最大可实现32通道、存储深度64 K、分析速率400 MSa/s的测试要求。通过该平台可以实现被测信号的采集、缓存、分析、显示等功能。     

双处理器的图像跟踪系统硬件平台设计

通过分析装甲车车载图像跟踪系统的任务和应用环境,设计了以TMS320C6202数字信号处理器(DSP)为核心,结合PC104嵌入式计算机的双处理器并行处理硬件平台;详细介绍了利用大规模FPGA芯片实现系统总线仲裁和逻辑控制的设计思想;并给出了体现系统智能化程度的--DSP模块的程序智能加载技术以及其实现方法.实际系统测试表明该硬件平台能满足图像跟踪系统的实时性、可扩展性、稳定性的要求,为装甲战车的数字化改造提供了可靠的保障.     

基于SOPC和FPGA的智能机器人无线通讯系统设计

针对单处理器系统控制的机器人,其无线通信系统存在丢包现象和实时性差等弊端,设计了一种以FPGA作为机器人的主控制器,以PT2262/2272为通信芯片的无线通讯系统。该设计包括无线发射模块、接收模块、SOPC建立及软件实现。研究结果表明,该方案实现灵活,具有体积小、稳定性高、实时性好等优点,不仅解决了丢包的问题,而且具有一定的可扩展性。     

基于数字信道化的极微弱信号载波频率引导模块设计与实现

针对深空探测中常规点数的FFT无法对极微弱信号进行精确的频率引导,而超长点数的FFT无法用现有器件实现,提出一种基于数字信道化的并行FFT频率引导方法.接收信号先经过数字信道化处理,均匀划分为若干窄带信号,然后分别对各子带信号进行FFT运算,最后通过对各子带有效谱线的联合检测完成载波频率的精确估计.在等效219点FFT的频率引导模块FPGA实现中,通过FFT模块的复用节约了硬件资源开销.测试结果表明:在8MHz采样率下该模块的测频精度小于10Hz.     

基于FPGA的FC终端协议处理芯片的设计与实现

为满足新一代航空电子系统对光纤通道网络的实际应用,实现FC终端接口板的快速开发,在对光纤通道协议进行深入研究的基础上,提出了一种基于FPGA的FC协议处理芯片的设计方案。对协议处理芯片的功能结构进行研究分析,采用模块化设计思想,对FC帧收发模块、缓冲区流量控制模块、端口状态机以及FC收发通道模块进行详细设计。通过对协议处理芯片的功能测试表明芯片满足高速低功耗的设计要求,该芯片对航空电子系统中光纤通道网络的研究与应用具有一定的借鉴与促进作用。     

基于FPGA的可变速率PSK数字解调器实现

针对QPSK变速率调制数字系统,提出了一种新的基于现场可编程门阵列(FPGA)实现方法,该系统可以支持4.88 Kb/s到2 Mb/s和更高的连续比特速率。设计采用混合乘法器、数控振荡器(NCO)和积分-梳状滤波器(CIC),并给出了系统中载波和信号恢复电路的设计结构,且可以移植到任何FPGA器件。提出的设计在Xilinx Virtex-5 FPGA平台进行了硬件测试。硬件实现结果显示,采用本方法实现的解调器,表现出优越的使用效率。     

一种基于SCA的FPGA硬件抽象层设计方法

针对软件无线电关于波形软件的可移植性要求,借鉴软件通信体系硬件抽象层连接规范,采用开放式体系结构和模块化设计思想,研究了一种针对FPGA的硬件抽象层设计与实现方法.通过引入source和sink接口抽象底层的硬件连接,使FPGA的波形设计与具体硬件平台分离,实现硬件系统中波形软件的动态配置.在实际信号处理系统中的应用表明,使用该方法设计的软件具有很好的可移植性、可重用性和可互操作性,可减少重复开发,能有效缩短系统开发周期,提高系统开发效率.     

“下反”式炮长微光瞄准镜稳像系统的设计与实现

针对“下反”稳像式炮长瞄准镜只能稳定昼视光路,而不能稳定微光夜视视场的问题,设计了独立的电子稳像系统。采用AVR单片机设计了信号采集模块,利用外部中断实时获得炮长瞄准镜中陀螺仪输出信号,并用动态循环法控制数码管准确显示。设计DSP电子稳像模块通过串口中断与AVR单片机通信,将陀螺仪信号换算成图像的运动矢量,然后采用平移变换模型对图像的抖动进行补偿。为了检验稳像系统的性能,进行了微光瞄准镜稳像实验,结果表明：电子稳像系统能够较好地稳定微光夜视图像,提高了炮长夜间观察瞄准目标的能力。     

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。