基于片上可编程系统的变频逆变电源设计与实现

利用Altera公司的Cyclone III系列现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA),基于片上可编程系统(system on a programmable chip,SOPC)技术对变频逆变电源进行设计与开发。建立了系统数学模型,设计了相关控制策略,实现了硬件电路和系统软件的设计,并给出了Nios II处理器的相关配置。采用Matlab/Simulink对系统进行了仿真分析,并搭建了实验平台,实现了逆变电源的输出电压频率在5~50 Hz内连续可调,验证了本系统设计的有效性、可行性。利用高集成度的FPGA,采用SOPC技术实现系统设计,简化了控制系统结构,并可实现多种高速算法,具有较高的性价比。     

面向工程创新能力培养的电气工程专业实践教学探索

东南大学电气学院（前身电机工程系）创立于1923年,是东南大学最早建立的工科系之一。2006年成立电气工程学院,2013年学院迎来了办学90周年纪念。在学院90多年的办学历史中,东南大学电气学科的本科教学工作获得了多项“第一”：1959年,编写出版了第一本《电机学》教材;1962年,编写出版第一本《微电机》教学参考书;1979年,创办第一个“电气技术专业”;1995年,最早实施大电类宽口径培养方案;     

面向工程创新能力培养的电气工程专业实践教学探索

正东南大学电气学院(前身电机工程系)创立于1923年,是东南大学最早建立的工科系之一。2006年成立电气工程学院,2013年学院迎来了办学90周年纪念。在学院90多年的办学历史中,东南大学电气学科的本科教学工作获得了多项"第一":1959年,编写出版了第一本《电机学》教材;1962年,编写出版第一本《微电机》教学参考书;1979     

片上网络通信中过热点的弱化方法

提出一种能够弱化片上网络通信过程中过热点的方法。过热点会导致通信延时和router的功耗增大,在NoC中需要尽可能的减少过热点的出现。通过增加通信量较大的IP核所连接的router数目和设计新的通信路由算法减少过热点的发生。在4×4Mesh结构上仿真了所提Ⅲ的方案,统计了数据传输延时和单个router的最大交换次数。实验结果表明,这种方法能够有效的减小数据传输延时和片上router的平均功耗,并且能够有效的降低NoC中过热点出现的可能性。     

伺服控制片上系统研究的几个关键问题

伺服控制片上系统研究的关键问题包括基础算法和控制策略的硬件逻辑模型、位置与速度测量系统的硬件逻辑模型、各种控制接口和协议的硬件逻辑模型、嵌入式微处理器以及系统级集成技术等问题。本文对这些问题进行详细阐述。     

片上系统设计中可测性设计的安备性

随着片上系统的日益复杂，在设计流程中解决可测性问题是至关重要的。本文阐述了DFT中的一些新方法以解决此问题。     

FPGA课程教学的实践与探索

当前FPGA技术正处于高速发展时期,FPGA课程的教学在电子类专业的教学中占据着重要的地位。主要探讨了FPGA课程的教学内容、教学顺序、实验教学、教学语言选择等与教学密切相关的问题,并提出了相应的解决方案。     

基于SOPC的以太网抄表系统

随着计算机和通信技术的迅速发展,传统的抄表方式很难满足人们的需求。本文提出一种基于SOPC的以太网抄表系统;用HDL语言实现实时性、可靠性要求较高的计费器,NiosⅡ负责数据管理、数据显示、网络通讯等任务;给出了系统的软件框架;该方案具有灵活,易升级、成本及功耗低等优点。     

基于神经网络的机械臂电机速度控制器的片上可编程系统

针对机器人伺服控制系统高速度、高精度的要求,介绍了一种全数字化、基于神经网络控制的直流电机速度伺服控制系统设计方案。速度控制器采用BP网络参数辨识自适应控制,并将其在一片现场可编程门阵列（FPGA）中硬件实现,同时以NiosII软核处理器作为上位机,构成一个完整的速度伺服控制器的片上可编程（SOPC）系统。试验结果表明,该系统具有较高的控制精度、较好的稳定性和灵活性。     

基于神经网络的机械臂电机速度控制器的片上可编程系统

针对机器人伺服控制系统高速度、高精度的要求,介绍了一种全数字化、基于神经网络控制的直流电机速度伺服控制系统设计方案。速度控制器采用BP网络参数辨识自适应控制,并将其在一片现场可编程门阵列(FPGA)中硬件实现,同时以NiosII软核处理器作为上位机,构成一个完整的速度伺服控制器的片上可编程(SOPC)系统。试验结果表明,该系统具有较高的控制精度、较好的稳定性和灵活性。     

CYGNAL高速片上系统单片机C8051F交叉开关的使用

本文概述了Cygnal的高速片上系统单片机C8051F的整体结构及其功能部件，介绍了交叉开关的配置方法和相关的特殊功能寄存器，说明了I／O口的使用原则。     

基于NIOSⅡ软核处理器的波形发生器设计

本文阐述了一种基于NIOSII软核处理器技术的波形发生器设计方案,与传统波形发生器进行了比较,论述了波形发生器的工作原理及NIOSII软核处理器设计过程。结合SOPC灵活配置的特点,定制了硬件系统,给出了软件设计的主要流程及部分实现要点。实验表明,将微处理器模块和波形发生器功能模块集成到单片FPGA上,设计出的系统集成度高、稳定性好和扩展性强。     

基于片上系统的可配置微机保护硬件平台设计与实现

片上系统(SOC)的设计是以模块复用和软硬件协同设计为基础，基于平台的设计则以新产品开发中尽量减少模块的重新设计并尽量少增加新的模块为出发点。文中提出了基于SOC的可配置微机保护硬件平台的设计方法和具体实现，该平台由FPGA和微处理器以及相关接口构成。由于FPGA有可重复编程的特点，不仅芯片中的保护算法、通信模块等可以重新配置，构成SOC骨架结构的模块也可以重新配置。微处理器是F1ash结构，也支持在线修改，因此该平台的应用非常灵活，极大地缩短了新产品的开发周期。文中给出平台应用的3种典型配置方案，其应用领域涉及从基本的电流三段式保护到基于小波变换的变压器暂态保护等方法。     

漏泄电缆自动检测系统研究

为了解决传统漏泄电缆检测系统的应用局限性及低效性,设计了基于片上可编程系统的漏泄电缆自动检测系统。根据漏泄电缆检测的功能需求,该系统利用PSoC4实现运动控制与数据采集,通过双无线射频芯片完成磁区通信。然后,利用硬件对测距脉冲计数弥补软件的不足。最后,通过上位机软件实现漏泄电缆远程自动检测流程。实验数据表明,2.4 GHz通信频段下,通信速率达到2 Mbit/s,通信误码率小于2%,并且150 m内系统测距误差小于0.5%。满足漏泄电缆自动检测系统的低成本、高效及精度高等要求。     

培养大学生可编程控制器技术能力的探索

可编程控制器应用技术是从事自动化控制专业工作的技术人员不可缺少的重要技能。为了培养基础扎实、具有工程设计能力的创新型复合人才,介绍了在课堂教学、学科竞赛、毕业设计和实习等多方面培养学生可编程控制器技术的具体实施方法,对高校的自动化专业创新型人才培养模式进行了有益探索。     

基于SystemC的三维片上网络仿真器设计

多处理器片上系统对通信带宽的要求与日俱增,结合三维集成电路和片上网络的优点,三维片上网络(3DNoC)被提出以满足高性能、多功能、缩小芯片面积等设计要求。为了在设计初期进行系统的性能仿真,建立1个周期精确的可配置仿真器显得尤为重要。基于SystemC环境设计了1个系统级三维片上网络仿真器,该仿真器包括处理器模块、存储器模块和互联结构模块,并且支持并行程序在仿真器上运行,能够在设计初期对加载了应用程序后的系统性能进行仿真。使用该仿真器,可以进行三维片上网络的互联结构,路由算法和程序运行性能等方面的探索和研究。     

基于片上系统的超声波电机LC双相谐振升压式驱动器的研究与设计

以超声波电机驱动控制相关理论为基础,提出一种基于片上系统(SOC)控制的LC双相谐振升压式驱动器设计方案。设计了驱动器的硬件电路及软件,并利用NI公司的Multisim仿真软件进行了仿真实验,实验结果证明了该方案的可行性。     

《信号与系统》课程教学的探索和实践

《信号与系统》是电子信息与电气类本科专业的一门重要的专业基础课。在分析《信号与系统》课程的教学现状和存在问题的基础上,结合教学实践,从教学内容和教学方法方面入手,探讨了提高信号与系统教学质量的一些途径。     

《信号与系统》课程教学的探索和实践

<信号与系统>是电子信息与电气类本科专业的一门重要的专业基础课.在分析<信号与系统>课程的教学现状和存在问题的基础上,结合教学实践,从教学内容和教学方法方面八手,探讨了提高信号与系统教学质量的一些途径.     

面向创新能力培养的电气类专业实践教学新模式

实践教学是培养学生创新能力的最有效途径。武汉大学电气工程学院经过多年的教学改革实践,系统地构建了电气类专业"五个结合"实践教学新模式,取得了丰硕的办学成果。本文对该实践教学新模式的主要内容和实施成效进行了总结。