微型SAR实时信号处理和控制系统一体化设计

介绍了一种微型SAR实时信号处理和控制一体化系统及实现算法流程。该系统采用FPGA和ADSP-TS101混合处理的方式,提升了处理性能;并利用FPGA实现了传统控制系统功能,降低了系统重量和功耗,满足微型SAR系统的要求。并在飞行试验中获得实时处理图像,验证了系统设计的可靠性和算法的可行性。     

机载SAR半实物快速回波模拟设计及实现

合成孔径雷达(SAR)回波模拟计算量大、用时长,快速的实现SAR回波模拟非常有利于SAR系统的研制。设计了一种基于FPGA的通用雷达快速回波模拟半实物平台;同时为了快速实现SAR回波模拟,改进了基于等效散射体回波模拟算法;考虑到算法的并行运算,优化了可编程逻辑器件(FPGA)硬件实现流程,实现了点目标和自然场景的SAR回波快速模拟并提供高精度的回波数据。实际应用结果表明,设计的通用SAR回波模拟平台能够依据不同的SAR仿真需求快速地模拟回波信号,满足对SAR系统评估测试要求。     

FSK制式来电显示功能的FPGA实现

对基于FSK制式的来电显示的相关技术和标准进行了研究,详细介绍了交换机侧FSK制式来电显示的工作和实现原理,提出了FPGA的实现方式,并对FPGA实现较易扩展和较低资源利用的方法进行了探索。以Altera公司的FPGA实现平台为背景,结合实际工程应用,介绍了基于FPGA的FSK制式的来电显示的设计流程和简要性能分析,对于提高FPGA利用效率进行了一定探索。     

基于FPGA的交通灯的设计与实现

该文叙述了一种基于FPGA(Field-Programmable Gate Array)和Quartus II开发平台来实现十字路口交通灯控制系统的方案。其中,各功能模块采用VHDL硬件语言来表达,在Quartus II平台上进行编译、仿真,并生成相应的顶层文件,然后下载到FPGA芯片上,最后进行实验验证。实验结果表明,设计的交通灯控制系统基本可以实现预定的功能,具有一定的可行性。     

基于SV-DPI的图像坏元修正FPGA自动化验证

为实现红外图像坏元修正FPGA（field programmable gate array）的快速验证,提高测试覆盖性,设计了基于SV-DPI（SystemVerilog-direct programming interface）的FPGA自动化验证平台。采用DPI（direct programming interface）编程接口技术,实现了SystemVerilog平台调用C++编程语言,构建了针对红外图像坏元数据的生成和检测修正模型,建立了两种语言在事务级（transaction level）模型的通信。结果表明相对于传统验证方法,该平台结构简单,可以快速实现激励产生、参考模型构建、测试结果自动比对等功能,实现了红外图像坏元检测与修正FPGA的自动化测试,功能覆盖率达到100%,有效缩短FPGA测试平台搭建和调试周期,提高了测试效率和测试质量。     

DM9000A原理及其与基带信号处理平台的结合应用

采用以太网控制器DM9000A,在自行开发的SDR基带信号处理平台上,实现FPGA的100M以太网接入.介绍了DM9000A的功能原理,并结合全数字接收机进行实现,给出了该器件与Xilinx系列FPGA的硬件连接方法、软件初始化及数据收发控制流程.     

基于DSP的FPGA动态重构系统研究与设计

为了提高现场可编程门阵列（FPGA）的资源利用率,在介绍FPGA重构技术的原理和分类的基础上,讨论了Virtex-4系列FPGA的配置原理和动态重构的方法,并设计出数字信号处理器（DSP）配置FPGA的硬件方案来实现可重构系统。FPGA采用SelectMAP配置方式,实现配置逻辑的快速重构和局部动态重构,最后根据Virtex-4的配置流程和时序关系,给出了可重构系统配置的软件流程。经实验测试,该系统稳定可靠,可在1 s内完成5 Mbyte配置程序的动态重构。     

基于FPGA的光电跟踪控制系统设计

为了提高光电跟踪控制系统可靠性和实时性,设计了一种基于FPGA的控制系统.该控制系统以一块FPGA芯片为核心,主要完成传感器信号处理,控制算法实现,脉宽调制方波生成,与上位机通信等任务.采用Xilinx公司的ISE7.0平台进行开发,并用层次化和模块化的方式进行设计.实验结果表明这种设计方法使系统以比较低的成本获得了很高的处理速度,从而提高了系统的性能.     

基于RTX64的飞行器虚拟飞行软件控制系统的设计

为了实时采集飞行器在风洞试验时产生的数据,并控制试验流程,提出基于Windows 7+RTX64实时扩展平台设计和开发软件控制系统的方案.首先设计测试流程测试RTX64的实时性,并与在相同条件、Windows下测试的结果比较,验证了RTX64能够显著增强系统的实时性;然后详细阐述了飞行器虚拟飞行软件控制系统进程间通信和试验流程的设计,通过共享内存和事件体实现进程间数据交互和同步的目的;最后给出测试结果与分析.结果表明,在4 ms定时周期内系统能够实时采集陀螺仪、编码器和天平等传感器数据,控制飞行器的虚拟飞行试验时序,验证了系统设计方案的可行性.     

一种FPGA模拟射频在ASIC原型验证系统中的应用

在ASIC芯片原型验证过程中,FPGA凭借其可重复编程的特性扮演了重要角色。然而FPGA作为ASIC原型验证平台与射频进行数据交互时,因为性能较低不能匹配高带宽下的射频数据流处理流程。基于此问题,提出一种基于FPGA实现的模拟射频解决方法。首先就模拟射频的背景进行介绍,然后分析模拟射频模块的实现思路和结构,最后使用Verilog语言将它实现出来并通过VCS仿真验证。结果表明该方法控制简单、灵活可靠,可以为FPGA基带系统提供合适的数据速率。     

基于DSP＋FPGA的数字导弹飞控计算机设计

针对在舵机、导引头、惯导等弹上设备日益数字化的趋势下飞控系统的需求,提出了一种基于DSP＋FPGA结构的通用飞控计算机平台.DSP＋FPGA结构能发挥两种处理芯片各自的优势,而且具有良好的通用性和扩展性.针对多个外部设备数据同步问题,采用2个双端口RAM交替工作的方法,保证各弹上设备数据帧的同步和完整连续.通过半实物仿真系统的验证,飞控计算机性能良好,性能满足设计要求.     

基于VxWorks与RTW Embedded Coder的无人直升机机载飞控软件系统开发

开发高性能可靠的飞控软件是无人直升机控制系统研制的重要核心。结合控制律软件的设计,本文提出一种基于VxWorks嵌入式操作系统和RTW环境的飞控软件开发方案,构建了机载飞控软件总体架构。采用VxWorks多任务调度机制进行任务管理满足飞行控制的实时性要求,应用有限状态机实现无人直升机的行为控制,最后搭建了基于Simulink/RTW Embedded Coder开发测试平台框架并验证了该方案的有效性和可靠性。     

LabVIEW现场可编程门阵列模块数据采集系统仿真

现场可编程门阵列（FPGA）~数据采集、信号处理、测量控制等领域发挥着越来越重要的作用。目前,美国国家仪器（NI）公司已经将其图形化编程语言LabVIEW的应用扩展到了FPGA开发领域,从而使FPGA的开发变得相对容易和便捷。基于NI公司的CompactRIO系统架构,选用N19205模块,利用仿真技术开发了一套数据采集系统,能够对信号进行采集并分析采集信号的振幅谱和相位谱。该数据采集系统具有一定的实际意义和价值,并可进一步扩展为自动化软件测试平台。     

数字化精密测距技术的研究

精密测距（DME/P）无线电导航系统与微波着陆系统配合,为进场飞机提供精密进场着陆引导。基于FPGA＋DSP硬件平台,提出了数字中频处理DME/P的一种实现方法,详细分析了数字化DME/P采用的技术：数字中频解调技术、DAC检测技术、信号识别和搜索技术以及α-β滤波技术。通过飞机实际飞行试验,该方法能够完全满足DME/P功能的性能指标,为DME/P设备的小型化和数字化提供了可靠的科学依据。     

无线通信系统维特比译码的FPGA仿真验证

在设计宽带无线通信系统的基带平台中,采用一种基于FPGA仿真工具Active HDL和目前广泛用于数字信号处理、数值分析等的实用软件Matlab相结合的方法,通过实现(2,1,7)卷积编码的全并行维特比软判决译码的FPGA设计仿真和算法验证,提出一种利用Matlab进行测试向量的生成和验证,以简化仿真测试序列的手工输入,提高FPGA设计进程和保证代码质量的方法。     

飞行模拟器座舱仪表通信技术研究

针对飞行模拟器座舱仪表控制系统的结构特点,提出基于DSP的以太网控制系统来实现仪表的ARCINC429数据通信;研究了TCP/IP协议栈的移植,并且根据ARINC429协议设计出相应的应用层协议,最后通过FPGA模拟ARCINC429标准的数据。整个系统运行表面,以太网转ARINC429总线控制模块结构简单,稳定可靠。     

基于片上PowerPC的Vxworks处理平台设计

随着数字信息技术和网络技术的高速发展,嵌入式系统设计已经成为目前蓬勃发展的行业之一。由于FPGA嵌入式处理器具有体积小、功耗低、集成度高、能与FPGA内部逻辑紧密结合的优势,它必将引领嵌入式系统设计的新潮流。基于Xilinx公司Virtex-IV系列FPGA平台,在其内嵌PowerPC405处理器上构建Vxworks操作系统平台,通过与传统嵌入式处理平台的比较说明该平台的特点和优势。详细阐述了系统软硬件协同设计方法和平台构建过程。     

嵌入式飞行控制系统软件平台的设计及验证

为满足微型飞行器飞控系统开发的需要,设计开发了一种基于嵌入式Linux的飞控系统软件平台。介绍了宿主机嵌入式开发环境的搭建过程,进行了机载飞控系统软件平台的搭建,主要包括制作启动引导程序,编译内核,制作根文件系统和设计外围设备驱动;最后进行驱动程序的测试及软件平台的验证。通过对不同接口类型传感器的驱动程序进行测试,验证了软件平台的性能,满足微型飞行器上层飞控软件开发和测试的需要,且具有通用、易维护和易扩展的特点。     

应用于天线控制的组合导航系统设计

根据车船等移动载体通信卫星天线平台对导航系统的性能要求,设计了一款以DSP和现场可编程门阵列(FPGA,Field Programmable Gate Array)为核心处理器的捷联惯性导航系统(SINS,Strapdown Inertia Navigation System)/全球定位系统(GPS,Global Positioning System)组合导航系统,FPGA完成对陀螺、加速度计和GPS数据的采集和预处理;DSP进行捷联惯导姿态、速度和位置的解算,以及运用卡尔曼滤波实现SINS与GPS的组合导航解算,并将解算结果发送给天线平台伺服控制系统以实现天线实时、准确、可靠指向通信卫星的控制。最后进行了跑车试验,验证了导航系统软、硬件设计的正确性和可靠性,同时,系统具有体积小、成本低、配置升级灵活等优点,能够满足天线平台控制系统对组合导航系统的精度要求。     

基于FPGA的dSPACE平台扩展方法

针对 dSPACE半实物仿真平台的 I/O端口、脉宽调制(PWM)路数不足的问题,提出了基于现场可编程门阵列(FPGA)的 dSPACE平台扩展方法。该方法通过建立 dSPACE和 FPGA之间的数据总线与指令总线,在 FPGA上构造指令表模块、I/O扩展模块、PWM发生器模块、A/D采样预处理模块和数据处理模块,并在MATLAB/Simulink中建立相应的控制模型,实现了dSPACE对FPGA扩展模块的控制和数据交换。实验结果表明,该方法能够节约 dSPACE资源,提高系统工作频率,增强 dSPACE的功能。