一体化星务计算机多路多模式通信系统的实现

在某一体化微小卫星的设计中,针对其高性能星务计算机硬件接口受限,无法完成对星务、姿控分系统内十余个测量、控制部件的管理,设计了一种多路多模式通信系统作为星务计算机的通信功能扩展.该系统制定了与星务计算机的通信协议,以FPGA作为控制器并应用Verilog HDL编程技术,采用具备缓存功能的多路多模式全双工串行通信架构,完成星务计算机对各测量、控制部件高效、低延迟的通信管理.实验结果表明,该系统运行稳定、功能正常,满足本工程设计的应用需求.     

基于FlexRay总线飞行控制计算机串行接口单元设计与研究

根据样例无人机飞行控制计算机对串行接口单元的接口资源和内部通信能力的需求,研究并完成了基于FlexRay总线串行接口单元的硬件设计和软件开发,同时从时间调度、总线余度和非冗余数据传输三方面设计了FlexRay总线的通信协议和余度管理机制;串行接口单元采用FPGA为处理器,通过串行接口实现了外部设备与飞行控制计算机的实时通信,并按照FlexRay总线的通信协议,实现了串行接口单元和CPU单元间信息的可靠传输,总线负载小于20%;测试结果验证了设计的正确性和实用性,符合设计指标,可满足样例无人飞行控制计算机串行数据通信需求。     

基于DSP和FPGA的导航计算机设计

介绍了一种基于数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)的导航计算机设计,其中DSP专注于导航解算,FP-GA负责微惯性测量单元(IMU)和全球定位系统(GPS)等数据的采集,缓存以及与其它模块的通信。利用FPGA的可重复编程配置和高速并行处理能力,扩展了多路串行通信接口,并在其内部采用异步FIFO存储结构解决了采样信号和DSP之间的跨时钟域传输的问题。系统试验结果说明该导航计算机具有集成度高,功耗低,工作性能可靠的特点。     

基于FPGA的飞控计算机多路串行通信设计

飞控计算机与外设进行多路串行通信时必须进行串口扩展,但传统的通用异步接发器(UART)扩展接口芯片引脚多、体积大,与其他器件的接口复杂。为此,采用一块现场可编程门阵列芯片,利用verilog HDL编程,设计通用异步收发器单元、数据接收控制器、数据发送控制器、双口随机存取存储器等模块,实现飞控计算机的10路串行通信,减少电路面积和功耗。在ISE9.1i上的仿真结果表明,该设计可实现数据的正确传输。     

串行通信在工业机器人控制中的应用

主要讨论在IBM 7575/7576制造控制系统中主计算机与工业机器人控制器之间的串行通信以及串行通信协议的建立,并介绍了用Visual Basic语言实现主计算机与工业机器人控制器之间通信的主要程序。     

FPGA与AVR单片机的通讯与智能监控系统研究

在详细分析FPGA工作原理和相关通信协议的基础上,针对FPGA的特点进行了相关的串行通讯研究.提出了采用边沿跳变检测法来实现FPGA与AVK单片机的串行通讯,同时设计了基于FPGA与AVR单片机的串行通讯及智能监控系统,并按照相应的通信协议,分剐采用VHDL语言和C语言编程实现了系统的相应功能.实验证明,本系统实现简单,运行可靠.     

基于FPGA的通用异步串行接口IP软核设计与实现

设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的通用异步串行控制器(UART)的IP核,该核符合串行通信协议,具有可重配置、可扩展性、灵活性、兼容性、功耗低的优点,适合于SOC应用。设计使用Verilog HDL硬件描述语言在QuartusII环境下进行设计、综合、布局布线,在Model Sim下仿真,最后在FPGA上嵌入UART的IP核实现异步串行通信功能。     

基于FPGA的多通道SSI通信控制器设计

采用VHDL硬件描述语言,以Xilinx公司的FPGA为设计平台,设计实现了以开源软核MC8051为核心的控制单元,控制4路SSI协议模块的SoPC架构的通信控制器,并对通信控制器进行了功能仿真与验证.该控制器可灵活进行IP核模块扩展,并可作为外围处理机与TI公司TMS320C6000系列DSP进行互连通信,将慢速串行...     

基于单片机和CPLD的ARINC429接口设计

ARINC429通信是航空惯导系统与飞行控制系统间常用通信协议;为实现多路惯导信息同时与飞行控制计算机进行信息交互,对基于单片机C8051F040、可编程逻辑器件XC95144XL和2个控制器芯片DEI1016的ARINC429总线通信接口单元进行了设计,其中,2个协议控制器芯片DEI1016的数据收发时序控制是接口单元设计的关键,利用可编程逻辑器件成功地解决了多路收发存在的时序控制逻辑问题和单片机对两个协议控制器进行直接控制存在的端口资源不足的问题,并针对调试过程出现的总线冲突问题给出了具体的解决方法,实现了2路发送通道和4路接收通道的ARINC429接口单元通信功能,具有较高的实用价值。     

基于多图像传感器的激光光斑采集与处理系统设计

为解决近海面激光通信大气扰动模型参数测量实验中,对可见光和短波红外激光光斑图像的同步采集与实时处理问题,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)与多核数字信号处理器(DPS)架构的系统设计方案.片上系统单元对2台相机进行同步触发,FPGA实现图像数据的接收、缓存与预处理,多核DSP按一定策略采用不同算法对可见光图像和短波红外图像分别进行处理,处理结果经PCI-e总线送至控制计算机中进行显示和存储.实验结果表明:系统能够实现2路分辨率为208 ×200,帧频500 Hz的可见光与短波红外图像的同步采集与实时处理.     

基于FPGA的伺服电机转速控制系统研究

构建了基于FPGA的伺服电机转速控制系统,选用高精度光电编码器作为位置传感器,结合同步时间信号,实现了对电机转速的闭环反馈控制。首先,采用RS-422串行通信总线和ADM3485接口芯片实现了编码器与FPGA之间的数据传输;其次,运用三模式以太网MAC、GTP高速串行收发器等Xilinx IP核、88E1111 PHY芯片和UDP通信协议,实现了FPGA与上位机之间的高速以太网数据通信;最后,运用ChipScope Pro在线逻辑分析仪对设计方案进行在线仿真。仿真和实验结果表明,该控制系统具有较高的控制精度和响应速度,能够执行较为复杂的伺服控制算法,可实现对伺服电机转速的精确控制。     

基于FPGA的视频图像处理器的串行通信设计

提出了一种在FPGA上实现视频图像处理器分系统与系统之间的数据串行通信设计方法,采用UART串行数据传输协议,传输波特率可设置调整,采用视频场同步信号作为发送器发送控制信号,实现视频图像处理的实时性要求。串口采用双口RAM实现与视频图像处理部分的异步通信。设计中大量采用参数化设计,使用灵活、通用性强,可实现FPGA与一般串口通信系统通信。设计程序下载到FPGA芯片中,通信数据完全正确,电路工作稳定、可靠。     

基于FPGA+DSP的喷气织机新型引纬控制系统的设计

提出了喷气织机的一种新型数字化引纬控制系统,该引纬控制系统采用FPGA可编程逻辑单元产生引纬信号、引纬单稳态信号、高低压驱动信号等,同时DSP控制单元与上位机进行串行通信,与FPGA进行并行通信,实现引纬参数的实时调整。应用结果表明,该控制系统显著提高了喷气织机引纬控制系统的精度和一致性。     

基于FPGA的多功能多路舵机控制器的实现

利用现场可编程门阵列(FPGA)构建了一个可编程片上系统(SOPC)实现能同时控制多个伺服舵机的控制器,用于遥控/自控飞艇的控制。该片上系统的硬件部分主要由串口通信模块、NIOS-IICPU模块、脉宽调制(PWM)信号发生模块、PWM信号脉宽计数模块以及多路开关模块组成。软件部分主要是串口通信软件。其中,PWM信号发生模块可通过串口通信灵活地设置每路PWM信号的占空比。仿真和实验结果表明,该控制器可根据串口通信数据,可靠地对每个伺服舵机进行独立控制,且舵机运行平稳无颤振。     

异步串行通信下位机的FPGA设计与实现

本文介绍了如何使用FPGA来设计异步串行通信中的下位机,重点分析了FPGA中接收模块的设计要点,并且给出了仿真的时序图;同时给出了一种帧通信协议,介绍了微控制器软核PicoBlaze进行协议解释的处理流程.本文设计的异步通信模块在实际系统中运行稳定可靠,证明了设计方案的正确性.     

一种基于合并单元开关量采集的设计与实现

针对智能变电站中合并单元的集约化设计的需求,在4U半宽的模拟量输入的合并单元开发中,开关量信号的采集及数据处理用一个插件实现。该插件采用光隔等元器件组成的硬件采集回路将采集DC220和DC110直流信号转换成TTL电平,通过FPGA将开关量信号进行组帧处理,按照串口通讯协议以差分信号的方式上送给CPU,CPU解析串口报文,做相关功能的处理。给出了硬件设计和软件设计,详细介绍了软件通讯协议,并给出了串口数据波形。     

基于FPGA的智能串口模块设计

基于FPGA的智能串口模块用于扩展3U Comapct PCI工业控制计算机的RS232串行接口。智能串口模块在硬件设计采用FPGA,在FPGA内部实现NiosⅡ软核,作为处理器实现串行通讯的智能控制功能,通过设计通用异步串行控制器（UART）IP核,实现串行接口的通讯协议,使模块具集成度高、有可灵活配置性、易功能扩展等优点,模块采用处理器管理串行接口的数据收发,从而提高了串行接口数据传输的稳定性,降低了在传输过程中出现数据丢失现象的几率。     

一种串口中断数据帧拼接现象处理研究

在某型以FPGA+C8051单片机架构的控制模块内,采用串行通信总线RS232实现FPGA与单片机之间的数据交互。为实现单片机因外部高优先级的中断触发串口接收中断关闭,导致串口接收再次打开后,出现数据帧错位、数据帧拼接现象的异常问题的解决方案。对单片机接收一帧完整的数据帧时长、接收一帧数据的处理机制、接收数据帧拼接的机制等进行研究处理,并在程序内设置监测点对串口数据帧被外部中断触发中断的关闭时长、中断发生的频次等进行监测; 证实了本次串口数据帧拼接、数据帧错误问题引起的因素为单片机串口接收开启后,受到外部高优先级中断触发串口中断关闭,在执行高优先级中断的同时,FPGA控制软件端并未停止串口数据帧的发送,在单片机串口中断重新开启后,新的串口数据帧与单片机关闭中断前接收的部分数据帧进行拼接,出现数据帧拼接异常现象;且在拼接数据帧中含有与通信协议中数据帧帧尾一致的数据时,该帧数据就会被判读为正常数据帧,从而出现数据解析时,数据帧有拼接、错位的异常问题。采用在通信数据错位异常的软件中增加监测信号及相应的测试用例对串口接收中断关闭时间捕获,实现了对串口数据帧拼接的结果分析和试验验证。对通信数据错位异常采取减小串口中断关闭时间等更改措施后,确保了串口数据帧接收时,因串口关闭时间过长而导致的通信数据数据拼接、错位的异常现象。有效地解决了因串口关闭时间过长带了的数据拼接问题,保证了该控制模块的FPGA与单片机之间通信数据的正常。     

基于FPGA的嵌入式串行千兆以太网设计

本设计以Xilinx FPGA为核心芯片,利用内嵌硬核处理器PowerPC、嵌入式操作系统Xilkernel和LwIP协议功能函数,完成嵌入式串行千兆以太网系统的设计。本设计能够满足以太网通信对高速数据传输的要求,同时在电路设计时,具有PCB布线简单以及信号完整性好等优点。     

核电多样性驱动系统硬件设计

为实现第三代数字核电保护系统AP1000的国产化,对多样性驱动(DAS)系统进行了研究开发。该系统包括调理模块、定值模块、通信模块和显示模块,在安全通道内采用FPGA代替CPU,实现UART异步通信、SPI串行通信、定值比较以及RAM数据可读标志等功能。经过长时间运行证明,基于FPGA构架的DAS系统能够准确、可靠地实现数据采集、通信和输出等功能,满足核电保护系统的安全需求。