基于FPGA的可重构测速模块设计

光电编码器以其高精度和高可靠性而被广泛用于各种位移、角度测量的场合。已经有很多测量的方法出现。本文提出一种嵌入式可重构系统设计的方法,把光电编码器测速检测作为模块嵌入在系统中。并且基于这种方法设计了一个控制系统,充分利用了FPGA的高速可重构的特性。最后给出了一些FPGA的仿真结果验证。     

基于动态局部重构的自重构系统设计

基于EAPR(early access partial reconfiguration)动态部分重构(dynamic partial reconfiguration,DPR)方法,研究了在 FPGA上实现自重构嵌入式系统的设计方法。该方法运用 Xilinx的 ISE12.4开发工具,调用已有 IP 核,搭建包含用户定制IP核的自重构嵌入式系统硬件平台,并在Virtex5 FPGA上验证。设计中运用了二维重构技术,划分了3个可重构区域,每个区域包含4个可重构模块。本设计方法可以降低嵌入式系统开发复杂度、提高系统灵活性、降低开发成本、缩短开发周期以及减少系统功耗。     

基于EAPR的通用总线自重构系统设计

随着计算机技术以及微电子技术的迅速发展,测试系统正从单一功能系统向通用系统方向发展。针对多种通用总线,采用最新的基于EAPR的动态局部重构方法,并结合基于FPGA的嵌入式开发流程,设计了一套微处理器加FPGA的动态局部自重构系统。该系统有一个重构区域,可以实现CAN总线、ARINC 429、232和422不同总线的时分复用或某些总线的混合使用。利用Virtex-4上集成的微处理器控制内部配置访问端口ICAP完成不同总线通信模块的动态重构,并在FEM025开发板上进行自重构验证,以小规模硬件逻辑资源实现了大规模系统功能。     

基于OMAP的可重构嵌入式运动控制系统设计

为增强嵌入式运动控制器的开放性、满足柔性化制造需求。深入分析了该类型控制器的结构特点,采用模块化设计、可重构设计思想,构建了一套基于OMAP和FPGA的可重构嵌入式运动控制系统。在此基础上,对系统内部进行了结构层次、功能模块的划分,并完成了各模块的详细设计。最后通过模块重组,搭建了一套单轴多环路运动控制系统。实验结果表明,各分模块工作正常,系统具备可重构性、通用性、易扩展性和开放性等特点,能满足不同应用场合的运动控制需求。     

嵌入式系统中可重构器件在系统编程的实现

本文介绍了在嵌入式系统中实现JTAG接口的基本原理,并且详细分析了其在重构器件在系统编程中的具体应用,给出了基于片上系统SoC的测控装置远程重构的实现过程.该技术可以广泛用于各个测控领域,又可根据用户的需求远程重构装置的功能,由于通讯机制基于Internet,具有极高灵活性和通用性.     

基于大容量FLASH存储器的FPGA重构系统的设计与实现

随着FPGA在各种工业应用越来越广泛,FPGA重构技术在快速的FPGA自动测试中应用越来越广泛.传统的基于JTAG方式和基于配置芯片的FPGA重构方案由于存储配置时间长,配置芯片成本高等原因越来越满足不了快速的多重配置需求.提出了一种基于大容量FLASH存储器的FPGA重构技术,方案采用FPGA作为主控制器,大容量FLASH芯片用于存储目标FPGA的配置数据,可以实现绝大部分不同型号的FPGA器件的快速多重重构,从而满足FPGA芯片快速自动测试需求,提高了整体程序开发和测试效率,节约了芯片的测试成本.     

基于DSP可重构运动控制器的硬件设计

针对当前运动控制器不能满足柔性化制造的要求,提出了一种基于TMS320C2812 DSP、可编程逻辑器件CPLD和FPGA的高性能运动控制器硬件的设计方法。考虑到DSP、CPLD和FPGA的特点,采用模块化设计,应用DSP作为核心处理器完成复杂的控制运算,CPLD、FPGA作为协处理器完成密集型运算。利用FPGA和CPLD的现场可编程的特点,实现了系统的可重构性。实验表明,该结构可以完成多轴联动高精度的实时控制,且具有可重构性。     

远程测控中嵌入式Web服务器的FPGA实现

利用SOPC技术设计一种以FPGA内部的可配置嵌入式软核处理器（NiosⅡ）为CPU，uClinux为操作系统的动态WEB服务器，并将这种嵌入式的WEB服务器与电网参数测量仪器相结合，构成远程电网参数测量系统，实现了电网参数远程实时监控系统，这种基于Internet的远程电网参数测量仪具有广阔的应用前景。     

嵌入式红外图像处理系统的设计

研究了一种基于FPGA和DSP的模块化嵌入式红外图像处理系统,详细分析了该系统中FPGA模块和DSP模块之间通信的工作原理和信号流程。通过在此系统上运行实时红外图像的目标检测与跟踪算法,实验表明：通过监视器观察目标跟踪效果明显。系统动态可重构、模块化、可扩展,并且实时性好、计算效率高、工作稳定可靠。     

智能变电站二次系统动态重构初探

基于现有的动态重构技术及网络重构技术,介绍了动态重构的概念,分析了动态重构技术在智能变电站二次系统资源管理和二次设备在线自愈等方面的可用性及优越性。将智能变电站动态重构分为设备重构和系统重构,提出了一种基于重构模式的二次设备设计方式,并对其可行性进行了探讨。分析了智能变电站系统重构的需求,并对系统重构的重构内容、重构方式以及重构判据进行了分析探讨。最后,分析了智能变电站动态重构实现的关键点和难点,并指出了需要继续深入研究的问题。     

考虑事故–经济重构共同影响的配电网智能终端规划

随着智能电网建设的不断推进,信息系统与配电物理系统不断深入耦合,配电自动化程度势必越来越高,智能终端的规划设计在配电自动化建设发展中显得尤为重要。基于此,建立考虑事故–经济重构共同影响下的配电网智能终端双层规划模型。上层模型为系统综合投资成本和运行成本综合最优进行“二遥”(集遥信和遥测功能于一体的智能终端)、“三遥”(集遥信、遥测和遥控功能于一体的智能终端)终端选址、选型以及光缆铺设规划建模。基于上层规划结果,下层事故重构部分基于多场景事故停运时间分解法,结合各类可转移负荷的负荷–电源转移路径上智能终端配置状态,计及断路器是否支持遥控对系统可靠性造成的影响等,建立配电系统可靠性评估量化模型;下层经济重构部分则计及潮流约束、安全约束、拓扑约束和开关动作约束从而建立基于二阶锥松弛(second order cone programming,SOCP)的动态混合整数线性模型以分析规划结果在系统正常运行时的经济性。最终,整个双层模型采用离散二进制粒子群算法(discrete binary particle swarm optimization algorithm,BPSO)进行优化求解,并先后...     

基于ARM的嵌入式远程监测系统研究与设计

介绍了ARM处理器的特点和嵌入式系统ARM硬件平台设计,分析了嵌入式Linux操作系统的移植、Linux内核及文件系统的下载方法。设计了基于ARM和嵌入式Web Server的远程监测系统结构,重点分析了嵌入式Web Server技术、CGI程序设计方法及嵌入式Web Server的移植。该系统在工业远程监测系统中具有广阔的应用前景。     

配电系统网络重构方法研究

网络重构是配电系统安全经济运行的一个重要环节，目前网络重构方法多种多样，在实际应用中如何选取适合不同的配电网络重构方法是研究的目的。对配电系统中网络重构技术的概念、作用、建模作了概述，对各种方法进行了比较分析，并在对网络重构的基本方法及其特点分析基础上，针对不同的网络规模和网络重构的目的，对网络重构方法的实际应用作了探讨。提出了在实际应用过程中，将现有的两种或是多种算法加以结合，形成新的复合方法的观点。随着计算机技术及网络通信技术的发展，复合算法将会得到不断的改进，并被有效地应用到配电网络规划及实时系统中去。     

基于FPGA的电力巡线无人机硬件加密通信方法

电力巡检无人机无线通信主要依赖跳频通信机制予以防护,攻击方可监听单频点获取跳频序列进行破解,夺取无人机控制权。针对专业级巡线无人机作业场景下的安全防护需求,提出了基于现场可编程门阵列（field-programmable gate array,FPGA）的硬件加密通信与认证防护方法。该方法模仿智能电表硬件加密通信方式,为无人机配置嵌入式加/解密模块（embedded secure access module,ESAM）;在无人机起飞配对时,将该无人机的密钥传输至遥控器,并按所给密钥进行FPGA重编程,飞行控制中即可实现基于ESAM模块和FPGA对称硬件加密方式的身份认证与加密通信,保障专业级巡线无人机的安全。所提方法在无人机端及遥控器端均为硬件加/解密,可满足无人机实时指令响应速度需求。     

嵌入式Internet以太网接口设计及实现

提出了嵌入式Internet的以太网接口设计方法，即用单片机和以太控制器实现嵌入式系统的网络接入，介绍了硬件接口设计和具体程序实现方法。该设计方法已成功地用于远程监控系统中。     

一种改良安全机制的嵌入式远程升级系统的研究

针对嵌入式设备在远程升级过程中，存在因通信质量不佳而发生升级中断、文件传输错误等异常，导致升级失败的问题，在传统的程序备份机制的基础上改良了存储方案，设计并实现了一套嵌入式远程升级系统。该系统采用一段只具有应用程序核心功能的小型安全代码作为紧急备份，此代码可以完成应用程序的主要功能并进行硬件自检，尝试修复异常并恢复远程升级。升级中心以嵌入式设备存储器的最小擦写区块为单位生成差异文件，下放到升级设备，降低了流量的消耗并且延长了储存器的擦写使用寿命。系统采用了多重校验机制，确保升级文件在传输过程中的完整性。最后通过模拟异常情况的测试，证明了该系统在远程升级过程中的安全与稳定性。     

一种大规模配电网实时重构新方法

提出了一种利用最小树算法和开关交换方法进行大规模配电网重构的新方法。该方法首先利用最小树算法对配电网进行初步重构,重构的结果基本接近最优解,然后利用开关交换方法在最小树初步重构的基础上进行精确重构,最终得到最优解或近似最优解。在最小树初步重构过程中,采用了简化潮流计算方法、近似网损计算方法和只对受影响电路进行潮流计算的方法,使得初步重构的耗用时间大大减少。在开关交换重构中采用了精确潮流计算,保证了最终得到最优解或近似最优解。此外,为了建立适于配电网重构的拓扑关系,文中介绍了配电网图的形成方法。实际系统的算例测试结果表明,该方法效率高,重构效果明显,能够适用于大规模配电网的实时网络重构。     

嵌入式Linux系统下的视频服务器的设计

为了实现跨平台的远程视频传输和恶劣环境下的视频监控,设计一种嵌入式Linux系统下的视频服务器,实现摄像头数据的采集和视频流的网络发布。该设备成功移植servfox和spcaserv到嵌入式系统上,实现服务器端的设计;浏览器客户端使用JAVA插件,实现对远程的实时视频监控。该设备可用在各种复杂的工作环境中,即插即用,提高了视频监控的跨平台性和灵活性,具有更强的通用性,便携性及十分优越的性价比。     

基于LabVIEW及Linux的远程结构监测系统的设计

为了保证大型结构的安全性,必须对其进行有效的远程监测.本文主要论述了基于LabVIEW和Linux软件开发的远程结构监测系统的设计方法,介绍了它的组成模块以及功能实现.本系统已经实现了现场数据的网络化远程传输、实时数据显示、分析、监控以及结构模态参数的计算等功能,并采用嵌入式技术实现了监测点的内网分级.