基于FPGA实现多DSP系统的数据流高效广播

以ADSP-TS201构成的多DSP系统中,链路口数目有限会造成数据广播复杂度的提高.为此提出了一种基于FPGA实现DSP间广播通信的方案.设计了基于FPGA的链路口接收和发送模块,采用自定义数据报头,完成了基于令牌和轮询的数据调度状态机的设计,实现了DSP之间的一对一、一对多以及多对多的广播通信.经验证,该广播通信方...     

基于FPGA的自主移动机器人运动控制设计

本文提出了一种基于FPGA控制机器人运动的方法,通过利用VHDL有限状态机的思想设计了自主移动机器人的逃离行为IP核,文中详细介绍了状态机的设计过程,并经过仿真验证控制模块的正确性.     

基于有限状态机的高速串口通信收发器的FPGA设计

针对在多任务操作系统环境下串口通信实时性和高速性受到影响的问题,提出一种基于有限状态机的高速串口通信收发器的FPGA实现方法。串口通信收发器由波特率发生器、发送模块、接收模块和控制与状态四个模块构成,波特率发生器使用锁相环对输入时钟进行倍频和分频;接收模块和发送模块分别使用一个四状态和两状态的有限状态机实现。仿真和实测结果表明,设计的FPGA串口收发器模块电路工作稳定,速度可以达到3 Mbit/s。由于FPGA的高度并行性和有限状态机的稳定性,使用有限状态机实现的FPGA高速串口通信收发器在工业应用中能保证高速串行通信的实时性和可靠性。     

FPGA的1553B总线全消息处理远程终端设计

本文在研究MIL-STD-1553B总线远程终端协议逻辑的基础上,为实现10种消息类型的全部识别处理,采用消息识别的设计方法将总线通信的消息归纳为接收消息、发送消息和地址无效消息3类,并针对每类消息按照细分的消息类型分别处理,基于FPGA技术和有限状态机技术设计实现具有参数可配置的远程终端协议模块.软硬件仿真测试结果表明,本文设计的远程终端协议模块满足MIL-STD-1553B总线远程终端协议功能需求,具有工程可实现性并能与某1553B仿真卡建立总线通信,为设计开发其专用协议产品提供一定技术参考.     

FPGA的1553B总线全消息处理远程终端设计

本文在研究MIL-STD-1553B总线远程终端协议逻辑的基础上,为实现10种消息类型的全部识别处理,采用消息识别的设计方法将总线通信的消息归纳为接收消息、发送消息和地址无效消息3类,并针对每类消息按照细分的消息类型分别处理,基于FPGA技术和有限状态机技术设计实现具有参数可配置的远程终端协议模块.软硬件仿真测试结果表明,本文设计的远程终端协议模块满足MIL-STD-1553B总线远程终端协议功能需求,具有工程可实现性并能与某1553B仿真卡建立总线通信,为设计开发其专用协议产品提供一定技术参考.     

基于FPGA的语音端点检测

针对满足语音端点检测的实时性要求,设计了一种基于FPGA的语音端点检测系统.介绍了语音端点检测的整个过程和一种改进的基于能量的端点检测算法,以及如何用FPGA实现该算法.设计中运用DSP Builder工具,移位法、查表法和有限状态机法,简化了硬件设计的同时也提高了运算速度.实验结果分析表明,此系统能准确地判断语音信号的起点和终点.     

基于Verilog HDL的MTM总线主模块有限状态机设计

针对MTM总线主模块的设计需求,在分析MTM总线通信协议基础上,给出了MTM总线主控制模块的有限状态机模型;该有限状态机作为主控制模块的核心,主要用于完成控制MTM总线的消息传送顺序;分析了MTM总线结构体系和有限状态机设计的主要方法步骤,通过QUARTUSⅡ开发平台,基于Verilog HDL语言对该有限状态机进行了设计实现与仿真验证;基于该有限状态机的MTM总线主通信模块已经设计实现,并在工程中得到应用,性能稳定。     

基于FPGA和有限状态机的守时系统设计

通过对现阶段守时系统实际应用情况和技术特点的分析,提出了一种新的守时系统设计方案,设计了一个基于FPGA和有限状态机的守时系统;采用恒温晶振组成本地时钟,与GPS/北斗时钟源共同作为系统的输入信号,利用FPGA设计守时系统的基本电路和有限状态机,并对调频调相部分和外部D/A转换电路进行控制,实现本地时钟与时钟源完全同频同相输出,从而快速获得高精度的时间基准,并能在GPS/北斗失锁后对时钟源信号进行保持,实现通信系统的时间同步。     

一种USB OHCI主机控制器的根集线器设计

USB OHCI根集线器的基本功能是根集线器设计的基础.由根集线器的基本功能需求确定其具体实现中采用的结构并对这种特定的实现方法加以验证是USB主机控制器根集线器设计的关键.根据USB规范和OHCI规范,根集线器在功能上划分为寄存器模块、端口状态机模块、端口接收模块、端口恢复模块以及端口多路复用器模块.下行端口在根集线器中具有核心作用,而下行端口状态机是下行端口设计中的难点,其运行机制通过状态图做了详细介绍.设计分别在虚拟仿真环境和FPGA验证平台上得到了验证,验证结果论证了设计的正确性.     

基于网络的FPGA测试服务系统的设计

主要介绍了一种新型的基于网络的FPGA远程测试服务系统的原理及其实现方法。该系统建立在以逻辑分析仪及动态探头的综合应用为核心的仪器测控网络的基础上,实现了较为完善的FPGA远程测试功能。该系统的应用,可以使用户通过网络远程对被测的FPGA设备进行数据测试、数据分析及更新程序重新装载,从而实现远程快速FPGA程序的验证及修正工作。     

农业节水灌溉远程监控系统的设计与实现

为了提高农业灌溉的效率,节省灌溉成本,进行农业节水灌溉智能监控系统设计,提出一种基于ZigBee多传感器分布式数据采集的监控系统设计方法,系统设计分为硬件和软件两部分,首先进行农业节水灌溉远程监控系统的总体设计构架,灌溉远程监控系统的硬件模块化设计包括农业节水灌溉传感信息采集模块、AD模块、集成控制模块和接口电路。基于FPGA嵌入式设计方法,构建ZigBee多传感器分布式阵列,进行远程多点灌溉控制和监控。软件开发建立在LabWindows/CVI工程开发环境中,通过程序加载控制,实现远程监控系统改进设计。测试结果表明,该系统进行农业节水灌溉远程监控具有较好的人机友好性,监控的覆盖度较高,性能较好。     

基于CRIO的数控机械在线监测诊断系统设计

目前提出的数控机械在线监测诊断系统温度采集准确度较低,导致诊断过程稳定性及准确性较差,为此基于CRIO设计了一种新的数控机械在线监测诊断系统,以期更好地分析数控机械的运行状态;通过数控机床在线监测模块、远程设备管理模块及故障诊断模块组成系统总结构,硬件设备包括NTI CRIO驱动器、新型伺服电动机、采集卡、传感器以及PC上位机,设计多参数在线监测模块、网络控制模块、设备管理模块和故障诊断模块;在采集信号中提取数控机械运行状态数据,通过格拉布斯准则估算标准偏差,去掉误差数据后,输出有效数据,完成数据的采集及存储,实现数控机械在线监测诊断系统设计;实验结果表明,基于CRIO的数控机械在线监测诊断系统的温度采集准确率为99%,振动信号采集准确率为95%,可以有效提高采集精准度,增强数控机械在线监测诊断系统的准确性及稳定性。     

基于CPU+FPGA的实时临空信道模拟器设计

信道建模是研究临近空间通信技术、评估系统传输特性的基础和重要方法。临近空间飞行器从低速向高速发展,信道变化频次随飞行器速度增大而愈加频繁。为实现对临空通信过程中信道衰落的实时仿真,研制基于中央处理器(Central Processing Unit,CPU)和现场可编辑门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)架构、参数1 ms更新一次的临空信道模拟器。该模拟器内置气象性损耗模型和无线信道衰落模型,CPU端通过设计状态机控制模块、优化参数计算逻辑、优化操作系统来压缩信道参数的计算时间。FPGA部分设计关键信息同步方案、基于状态机的双保障更新机制保证参数的可靠稳定传输、并行加速处理实现信息交互和增强信号处理速度。实测结果表明,上述方案有效提升了临空信道模拟器的参数计算速度和信号处理速度,可实现信道参数随收发机运动1 ms更新一次。     

长距离输水工程自动监测系统优化设计

为了提高长距离输水工程的自动监测和控制能力,设计长距离输水工程自动监测系统,结合对输水工程的水流、水压以及输水管道的状态进行自动监测和控制,提出一种基于FPGA的自动监测系统设计方法。系统主要由输水管道的工况检测模块、AD模块、信息集成处理模块、监测过程控制模块和人机交互模块组成,采用可编程逻辑处理芯片进行长距离输水工程的自动监测系统的处理器设计。设计长距离输水工程监测的自动控制算法,采用程序加载过程控制方法进行监测系统的指令设计,在DSP和FPGA集成处理环境中实现长距离输水工程自动监测系统的硬件开发设计。系统测试结果表明,采用该方法进行长距离输水工程监测的自动性能较好,监测数值与实际值拟合度高于传统方法,误报率低,系统稳定可靠。     

基于LabVIEW的滚动接触疲劳试验测控系统

针对现有疲劳寿命试验机存在异常停机、无远程监控和试验数据保存不完整等问题,对其基于LabVIEW的测控系统进行了改进,增加了智能停机、远程监控、数据分块保存等功能模块,并对改进后的测控系统进行了基于滚动轴承磷化处理项目的试验测试,试验结果表明:改进后的测控系统解决了上述问题,在实现其基本功能的同时提高了试验效率、扩展了试验机功能,提高了试验机的测控性能,为滚动接触疲劳寿命的研究提供了有力的技术支持。     

基于FPGA多通道同步数据采集系统设计

结合数据采集在往复式压缩机在线监测系统中的应用,设计了以FPGA（现场可编程门阵列）为核心的逻辑控制模块的多通道数据采集系统。整个采集系统可实现16路最大工作频率为100kHz的模拟信号的采集。设计中采用了自顶向下的方法,将FPGA依据逻辑功能划分为几个模块,详细论述了各模块的设计方法。各逻辑模块设计使用VHDL语言,并在ISE中完成软件设计和仿真。     

基于FPGA的TDLAS气体测量系统

提出了基于FPGA的气体检测系统,实现了TDLAS气体测量系统小型化、数字化.利用FPGA并行计算、易于实现DDS信号发生和正交数字锁相等特点,可以满足TDLAS测量过程中的高频信号发生、谐波信号的提取等计算,从而采用正交数字锁相方法及拟合法实现气体的测量.将激光器、温度控制模块、电流驱动模块、信号发生器、光电探测器、带通滤波器、ADC采样集成在同一块印制电路板上,实现系统的小型化和集成化.最后,通过在空气中对氧气浓度进行长时监测,验证了本系统的稳定性.     

基于以太网MAC的数据传输系统设计

利用FPGA(含MAC硬核)和外接PHY芯片提供了一种数据高速传输的实现方案。整个系统由发送模块、接收模块、用户控制模块以及MAC控制器IP核所组成,其中发送模块采用状态机控制数据发送,实现了数据的封装与传输。     

基于红外焦平面探测器的红外监控系统设计

提出一种基于ARM和FPGA的红外监控系统设计与实现的方案,主要对系统组成中的采集、处理、传输、显示等模块进行硬件设计,阐述了系统实现原理,为测温算法实现作铺垫。在介绍系统组成的基础上,重点介绍了ARM模块与FPGA模块之间接口设计,采用双缓存机制存储中间数据,驱动程序采用高效的DMA方案进行数据传输,有效地提高了红外监控系统图像的连续性和稳定性。实验结果表明,系统工作稳定可靠,能够满足常用实时测温算法处理的需要,该方案具有很好的工程意义和市场价值。     

基于NiosII和3G无线网络的远程数据传输系统

为了实现有线网络难以覆盖的远程数据传输,设计了基于NiosII系统的远程数据传输系统。系统中使用FPGA芯片的IP核构建NiosII控制系统和与3G模块通信的UART接口,同时设计了数据传输控制程序和通信协议,实现了通过3G无线网络的数据远程传输。针对电力系统的远程数据采集进行了测试,系统功能完善,运行可靠。