基于FPGA的FFT处理器设计

在OFDM系统中，调制和解调是通过FFT来实现的，FFT算法的实现是实时高速信号处理系统设计中的难点。针对FFT在OFDM通信系统中的实际应用，提出了一种切实可行的基于FPGA（现场可编程门阵列）的FFT实现方法与硬件结构。论文重点介绍FFT控制模块的设计原理，设计了一种新的FFT控制器结构，并采用Quartus对控制器做了详细的仿真研究。结果表明控制器使蝶形运算、读取数据、存储数据等操作协调一致，而且提高了系统的处理速度，在计算和数据通信间取得了平衡。     

200MSPS数字脉冲压缩模块设计与实现

介绍了基于Xilinx公司FPGA（现场可编程门阵列）实现高速实时数字脉冲压缩处理的设计方法。本数字脉冲压缩模块由3片FPGA级联,分别完成脉冲压缩运算中的FFT（快速傅里叶变换）、复数乘窗和IFFT（快速傅里叶反变换）功能。在Xilinx器件上实现了数字脉冲压缩算法。通过与MATLAB仿真结果比较,该数字脉冲压缩模块很好地实现了32k点的块浮点数字脉冲压缩功能,吞吐率达到200MSPS（百万次采样每秒）。     

基于FPGA的电机控制器的设计

文中给出了一种基于现场可编程阵列(FPGA)器件的电机控制器设计方案,利用可编程逻辑器件的特点将电机控制所需的逻辑控制单元电路及外围接口电路等集成在一片FPGA中,提高了整个控制器的稳定性和可靠性;同时利用FPGA灵活的编程特点,可实现较复杂的电机控制算法,进而提高了控制性能;另外FPGA具有现场可重构的特性,保证了所设计的电机控制模块具有良好的可维护性,也大大方便了系统的设计和调试。     

基于FPGA实现异步串行通信

为了适应全数字化自动控制更加广泛的应用,采用现场可编程门阵列（FPGA）对异步串行通信控制器（UART）进行多模块的系统设计的方法,使串口通信的集成度更高。对UART系统结构进行了模块化分解,可分为三个模块：FPGA波特率发生器控制模块、FPGA数据发送模块及数据接收模块。采用Verilog语言描述硬件功能,利用Xilinx公司的FPGA芯片,在Xilinx ISE Design Suite 13.4环境下进行设计、编译、综合、下载。采用第三方仿真工具ModelSim进行模拟仿真。     

Linux在Xilinx FPGA上的移植

Xilinx公司开发的Virtex-Ⅱ pro等FPGA结合可编程片上系统（SOPC）技术嵌入了PowerPC处理器硬核。本文结合Linux操作系统的优点及PowerPC嵌入式处理器硬核,在Virtex-Ⅱ Pro开发平台上,研究并实现了Linux操作系统在PowerPC405处理器中的移植,其中包括硬件平台的定制、交叉编译环境的建立、内核的配置及根文件系统的制作,最后通过具体的应用验证了系统的稳定性及可靠性。文中将处理器、操作系统与FPGA融合在一起完成既定的信号处理任务,既具有操作系统多任务、实时性等优点,又充分发挥了FPGA的优势,具有较好的应用前景。     

1M点FFT算法的FPGA设计与实现

采用可编程门阵列（FPGA）实现FFT算法,增加了信号处理的实时性。针对高速宽带信号的谱分析,提出了一种采用FPGA计算1M点FFT的实现方法,并对运算结果进行了测试验证。该成果同样适用于窄带信号的细微特征分析。     

CSOC实现多协议串行控制器

片上系统是集成电路的发展趋势,FPGA则以其灵活的可编程特性可以实现可配置的片上系统（CSOC）。本文介绍了如何利用基于核的设计思想在一块FPGA芯片上集成多路多协议串行控制器。     

基于SOPC的便携式数字示波器设计与实现

为了方便外场测量及维护工作,提出了一种基于片上可编程系统（System On Programmable Chip）技术的便携式数字示波器实现方案。与传统FPGA作为数据存取处理MCU作为显示控制的设计方案不同,基于SOPC的便携式数字示波器设计方案通过在FPGA中嵌入Nios II系统,作为CPU实现对LCD波形及参数显示控制;利用FPGA的逻辑资源,设计采样数据的存取控制模块,实现采样信号的触发存取功能。实际测试结果表明,该便携式数字示波器信号幅度测量范围为50 mV~20 V,测量误差小于4%,频率测量范围为1 Hz~50 MHz,测量误差小于2.5%。     

基于FPGA的大时宽带宽积频域脉压设计

主要介绍基于Altera公司FPGA器件的高速实时FFT运算单元实现及频率域脉冲压缩处理的设计方法。在分析基8、按频率抽取FFT算法的基础上,采用多级同步流水线结构,利用现场可编程门阵列(FPGA)完成最大4 096点块浮点FFT。整个设计划分成多个功能模块,采用VHDL描述语言,并在Stratix器件上实现。结果表明,利用FPGA实现复杂的数字信号处理(DSP)算法是完全可行的。     

基于FPGA的PicoBlaze嵌入式通信系统设计

研究了应用常量编码可编程状态机(KCPSM)的PicoBlaze嵌入式通信系统设计,通过nrf2401数据传输模块,在Xilinx Spartan 3E FPGA上的实现数据的传输和显示。在研究了系统硬件的原理和功能的基础上,应用可编程状态机对FPGA的PicoBlaze IP核进行设计,利用IP Core对收发模块进行控制,实现了模拟数据和数字数据的通信。     

基于FPGA的基-6FFT算法的设计与实现

介绍了一种基于FPGA的FFT算法的实现——以Altera公司的FLEX10K系列产品为硬件平台,用VHDL语言和电路图完成系统设计描述,用MAX plusⅡ软件进行编译、综合和下载,实现了6点实序列DFT算法,并给出了仿真测试的结果。在FPGA芯片上运行的FFT算法具有速度快且抗干扰能力强的硬件实现的优点,用VHDL语言实现的基于IP核FFT算法具有很好的可移植性,可以重复使用,大大提高了设计效率。     

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。     

嵌入式PowerPC硬核环境下的操作系统移植

AFPGA芯片中嵌入处理器的硬核或软核,构成片上可壕程系统（SoPC）。对于专门的处理器体系结构,为了能够在源代码级别上对操作系统进行定制,以提供实时服务,一般采用将Linux内核进行剪裁并移植的方法。本文给出了在Xilinx Virtex4的PowerPC硬核环境下移植Linux内核的过程,并通过Vjrtex ML403开发板进行原型验证,以展示操作系统内按移植的整体思路以及各环节的关键步骤。     

基于PowerPC对FPGA上电自动加载的设计与实现

为了满足FPGA在每次上电后可以实现自动加载的要求,采用由PowerPC、Xilinx A7系列FPGA芯片、Xilinx K7系列FPGA芯片和Flash芯片组成的系统,上位机通过串口给PowerPC发送指令,PowerPC解析指令后读取上位机中的配置加载文件,文件数据通过Local bus总线传给A7系列FPGA芯片,把数据写入Flash中存储。上电后,在A7的控制下把存储在Flash中的配置文件自动加载到K7中。此系统在处理大数据量、运行高速数据接口和协议等复杂应用的同时,通过上位机方便快捷地更新配置加载文件,实现对Xilinx K7系列FPGA芯片的上电自动加载功能。在满足设计要求的基础上不需要增加专门的硬件电路实现加载功能,节约了成本,减少了电路板面积和器件的使用。     

CORDIC算法的FPGA与DSP实现的优劣分析

介绍了坐标旋转数字计算机（CORDIC）的算法原理,分析了算法中旋转迭代次数、操作数位宽与精度的关系,在现场可编程门阵列（FPGA）芯片和数字信号处理器（DSP）芯片上用全流水、高并行结构分别实现了旋转模式下的CORDIC算法,并将两者的精度、时间效率、空间效率的优劣进行比较。结果表明,DSP数值精度比FPGA高且设计更灵活,可移植性更强;而FPGA速度远远快于DSP,消耗硬件资源更少。     

片上异构双PowerPC雷达控制器的设计与应用

针对Virtex-5 FXT系列FPGA中具有两个PowerPC440嵌入式处理器内核的特点,文中提出一种“主-从”异构式控制模型架构的嵌入式雷达控制器设计方法。该方法采用FC、sRIO等高速串行传输技术提高了控制器接口带宽,并通过预先任务规划,充分发挥了两个PowerPC处理器的性能,设计成本与已有解决方案相比显著降低。应用表明,该控制器整体性能明显提高,可满足现代相控阵雷达提出的微秒级响应与吉比特级传输要求。     

自由空间量子密钥分发控制系统的FPGA设计

在量子保密通信蓬勃发展的今天,基于自由空间的量子密钥分发是一个重要的研究方向。它将在未来全球量子通信网络中扮演重要的角色。介绍了自由空间量子密钥分发控制系统中的电子学设计,选用Xilinx公司的VirtexII-Pro系列芯片,使用内部的PowerPC405嵌入式硬核加上功能逻辑模块实现最终量子密钥的提取和外围电路的控制,提高了全系统的集成度和可靠性。该设计成功应用于白天1公里量子密钥分发实验,成码率大于1.5Kbps。     

基于片上PowerPC的Vxworks处理平台的波束控制设计

片上嵌入式系统凭借其诸多方面的优势,如成本低、功耗低、尺寸小、处理速度快、可靠性高、实时性强、灵活性、产品上市时间以及设计开发周期短等优势,将嵌入式实时多任务操作系统VxWorks和基于FPGA的片上PowerPC平台相结合,使产品体积更小、环境适应性更强、运行更可靠、扩展和升级更灵活、生产成本更低。必将成为将来雷达产品上的主流技术。本文提出了在其内嵌PowerPC440处理器上构建Vxworks操作系统平台的雷达的波束控制设计。     

基-2FFT处理器的FPGA实现

针对当前数字信号处理领域对快速傅里叶变换应用的广泛需求,在对算法原理分析的基础上,给出了8点基-2按时间抽选FFT处理器的实现方案;并在Xilinx xc3s 1500系列芯片上进行综合,通过Modelsim SE6．0对程序进行了仿真。实验结果表明,该处理器功能实现正确,并且具有较高的运算速度和精度。