反熔丝FPGA器件γ剂量率辐射效应规律探讨

FPGA系统电路进行抗γ剂量率器件选择是非常困难的。针对FPGA器件抗γ剂量率性能优选,试验研究了3种反熔丝FPGA器件的7剂量率辐照效应规律。全部样品均出现了低阈值γ剂量率扰动效应,但均未产生高γ剂量率闭锁效应。FPGA器件低阚值γ剂量率失效主要是瞬时光电流扰动引起了时序逻辑功能的失效,而其模块海间的反熔丝开关电阻却对产生闭锁效应的大的辐射浪涌电流提供了保护。实验结果表明,系统电路设计加固是其实现抗γ剂量率最有效的方法。     

42MX系列FPGA及其应用

Actel公司生产的42MX系列产品是一种反熔丝多路开关型的场式可编程门阵列器件（FPGA）,文章介绍了42MX系列FPGA的结构和特点,并给出了用它设计的一个视频显示控制器的应用电路。     

抗辐照波控单元设计与实现

在复杂的空间电磁环境下,电路受宇宙射线、单粒子的影响较大,因此器件的可靠性至关重要。反熔丝现场可编程门阵列(FPGA)是以反熔丝为基本编程结构的一次性可编程器件,编程后状态不可翻转,具有非易失性、高保密性、高可靠性、抗辐照等优势,非常适用于航天航空等领域。本文给出一种基于国产反熔丝FPGA(RS422)的抗辐照波控单元设计方案,以国产反熔丝FPGA芯片为核心,给出系统电路的工作原理、实现框图,解决空间电磁环境下雷达阵面控制问题,并进行了相关实验。实验结果表明,在5 MHz波特率下,RS422传输延迟小于码元周期,且对144单元移相组件的布相时间小于500 μs,达到设计指标要求。     

用反熔丝FPGA的数据采编存储系统之设计

针对SRAM型FPGA在航天空间环境下容易受单粒子辐射效应影响的特点,介绍了反熔丝FPGA在航天多路数据采集领域的优势,并简述了Actel反熔丝FPGA A32200系列的特点.由于反熔丝FPGA内部的时序电路设计和全局时钟控制与其他FPGA相比有所差异,在设计不当时会出现时钟的不稳定状态,特别是在特定的环境下可能会出...     

基于非晶态铌酸锌铋薄膜的新型反熔丝器件

本文提出了一种基于非晶态铌酸锌铋（a-BZN）介质材料的新型反熔丝器件并对其性能特征进行了研究。考察了a-BZN反熔丝器件的关态特性,选用从上至下的编程方向对反熔丝器件进行击穿,其击穿电压约为6.56V。获得了a-BZN反熔丝器件的关态电阻,约为1GΩ。表征分析了击穿后的a-BZN反熔丝器件的表面形貌。研究了a-BZN反熔丝器件的编程特性以及编程后的开态特性,结果表明a-BZN反熔丝器件所需编程时间约为0.46ms,编程后其开态电阻约为26.1Ω。对比分析了a-BZN反熔丝器件与结晶态铌酸锌铋（cp-BZN）反熔丝器件和栅氧反熔丝器件在性能特征等方面的差异。     

反熔丝FPGA配置算法与软件实现

反熔丝FPGA制造困难且多用在特殊用途领域,因此有关其位流文件的研究很少.本文首先介绍了反熔丝FPGA及FPGACAD软件流程,接着描述了反熔丝FPGA具体结构并通过一个具体例子说明了如何配置反熔丝FPGA,然后讨论了反熔丝FPGA的编程方法,由此引出了位流文件的格式和反熔丝单元编程信息格式,最后提出了反熔丝FPGA位流文件生成算法并在实验平台实现了该算法.     

用于反熔丝FPGA的内建测试电路北大核心CSCD

由于反熔丝器件的一次可编程特性,反熔丝现场可编程门阵列(FPGA)在生产阶段很难完成对电路的功能测试验证。针对反熔丝FPGA典型的结构及其内部可编程逻辑模块(PLM)结构,分析了在编程前对PLM进行全功能测试的方法。设计了内建测试电路结构,用于内部PLM逻辑功能的测试。给出了内建测试电路的寻址寄存器、赋值寄存器以及检测电路的结构设计,电路在1.0μm双层多晶双层金属(2P2M)氧化层-氮化物-氧化层(ONO)反熔丝工艺上成功流片。测试结果表明,电路设计正确,解决了在芯片编程前完成基于反熔丝的一次可编程FPGA的内部PLM逻辑功能测试的难题,为后期研究反熔丝电路奠定了基础。     

反熔丝FPGA布局布线算法研究

介绍了反熔丝FPGA及其布局布线算法的研究现状,讨论了目前最为流行的FPGA布局布线的基本原理与实现方式.针对反熔丝FPGA的结构对布局布线算法进行了改进,并在CAD实验平台上实现了改进算法.为了验证改进算法的性能,提出一种常见结构的反熔丝FPGA,并针对几个典型电路进行布局布线.实验结果表明,改进算法可以提高反熔丝FPGA布局布线的效率以及电路速度.     

非晶硅反熔丝FPGA提升系统可靠性

现场可编程门阵列(FPGA)技术因其提供的设计灵活性,已为系统设计人员广泛采用。非晶硅反熔丝FPGA技术尤其有用,它可以提供一种高电路密度与低功耗,以及非易失性编程和高可靠性的组合。为了充分发挥其可靠性,FPGA厂商需要考虑反熔丝的崩溃(wear-out)机制,并通过一种设计、测试、     

基于反熔丝FPGA的LDPC编码器设计

为提高在复杂空间环境下卫星数据下行传输的可靠性,研究了LDPC编码器在反熔丝FPGA的设计实现方法。比较了反熔丝FPGA相对于其它载体的优缺点,介绍了CCSDS推荐7/8码率LDPC码的编码算法,给出了编码器工作原理、实现框图和核心编码电路,仿真和测试结果证明了编码器设计的有效性。     

舰载搜索雷达稳定平台控制系统设计

在舰载搜索雷达中,采用现场可编程门阵列(FPGA)和数字信号处理(DSP)芯片为硬件基础。运用改进型比例积分微分(PID)控制算法,实现稳定平台控制系统数字化设计,提高了系统性能和可靠性。     

FPGA实现UART和MCU一体化设计

现代数字电子系统设计正在朝着新的方向发展．即利用FPGA技术进行系统设计。介绍了一种利用FPGA来实现通用串行异步收发器（UART）和控制通信的MCU的数字系统,底层设计模块采用VHDL硬件描述语言实现,并进行了仿真验证。该设计方法和理念为以后的计算机系统以及其他的数字电子系统提供了一个新的思路,应用此技术可以使系统设计更加紧凑、可靠。     

LED可靠性评估的加速寿命试验设计方法

介绍了一种关于发光二极管（LED）可靠性评估的加速寿命试验设计方法。通过这个方法,在针对LED的性能退化现象和运行不稳定问题进行加速试验设计时,可以在已知目标可靠度和置信度的前提下,定量地确定满足可靠性要求的试验用样本量、加速应力水平以及试验时间。同时,用于发光二极管加速寿命试验的基本设计思想,可以广泛地应用于常见电子元器件的器件产品质量认证或可靠性评估等试验设计中。     

传输流ASI接口的实现

ASI（异步串行接口）以其高速、可靠、准确等优点,广泛应用于数字电视前端设备中。本文探讨了一种基于FPGA的ASI接口的链路层设计,给出了物理层设计的参考电路,并展示实际的测试结果,最后总结了该设计的特点。     

基于PowerPC的控制器研究与设计

利用嵌入在Xilinx FPGA中的PowerPC技术,采用嵌入式可编程片上系统的设计思想,设计了基于现场可编程门阵列（FPGA）的控制器,实现在FPGA中定制完整的实时信号处理设备,方便了信号处理的设计。文中设计的控制器完成对快速傅里叶变换（FFT）、先进先出（FIFO）等模块的各控制信号的控制及对数据收发的控制。通过在总线上挂接自定义IP,增强了片上微机功能,使得设计更具灵活性。通过编制特定的软件代码,利用PowerPC的架构可以方便地控制FFT模块的处理点数。最后对该控制器进行了仿真,并在XUP VirtexⅡ pro实验板上对其功能进行了具体的实现。     

基于FPGA的温度控制器设计

介绍了一种基于FPGA的温度控制系统设计。可编程器件FPGA和硬件描述语言VHDL的出现使得数字电路的设计周期缩短、难度减小。系统采用FPGA作为核心控制器件进行编程,设计采用模块化思路分别实现温度检测、键输入、温度显示和控制模块,再加以整合实现整个系统,达到了温度控制的目的。     

PID算法的FPGA实现

PID控制器作为一种传统的控制方法在现代工业现场应用仍然非常广泛,实际工程中使用的PID控制系统多为基于单片机技术的软件实现,其实时性与抗干扰性能并不理想。本文采用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)来设计一款硬件PID控制器,很好地克服了软件实现方案的上述缺点。实际运行结果表明,采用该方法可明显改善效果,在简化设计的同时可以提高系统的实时性和抗干扰性。     

Variable precision arithmetic circuits for FPGA-based multimedia processors

This brief describes new efficient variable precision arithmetic circuits for field programmable gate array (FPGA)-based processors. The proposed circuits can adapt themselves to different data word lengths, avoiding time and power consuming reconfiguration. This is made possible thanks to the introduction of on purpose designed auxiliary logic, which enables the new circuits to operate in single instruction multiple data (SIMD) fashion and allows high parallelism levels to be guaranteed when operations on lower precisions are executed. The new SIMD structures have been designed to optimally exploit the resources of a widely used family of SRAM-based FPGAs, but their architectures can be easily adapted to any either SRAM-based or antifuse-based FPGA chips.     

基于FPGA的光端机UART接口设计与实现

通用异步收发器（UART）是一种短距离串行传输接口,在光通信和控制系统中得到了广泛的应用。现场可编程门阵列（FPGA）是一种半定制的集成电路,结合计算机软件技术（EDA.技术）可以快速、方便地构建数字系统。提出了一种基于FPGA的光端机UART的设计方法,实现了对UART的模块化设计。首先简要介绍了UART的基本特点,然后采用有限状态机（FSM）设计接收器模块和发送器模块,所有功能的实现全部采用VHDL进行描述。最后给出仿真结果,验证了整个设计的正确性和可靠性。     

光纤传感空分复用下多点温度与应力的监测显示

多参量多点实时监测显示是传感研究领域的一项重要技术。以光纤Fabry-Perot（F-P）腔与光纤Bragg光栅（FBG）传感器的串联复用结构为单元构建空分复用（SDM）系统,设计了温度、应力多点实时显示的方案。由FPGA构建的SOPC与NiosII完成对多监测点的数据采集,由VB串口通信接收FPGA存储器存储的采集数据,再把此数据由高斯曲线拟合方程处理得到温度和应力的参数值,最后用VB实现监测显示。结果表明F-P腔与FBG串联能有效克服温度与应力的交叉敏感,FPGA结合VB能很方便的实现多参量多点的实时监测显示。