FastPRO平台在SOPC设计中的应用

随着微电子工艺的发展,集成电路设计已经进入了SoC时代,而嵌入式系统的芯片设计技术也在经历着一次又一次的技术更新。一方面,虽然ASIC的成本很低,但设计周期长,投入费用高,风险大;另一方面,随着现场可编程门阵列集成度和速度的不断提高,再加上可编程逻辑器件的设计灵活性,片上可编程系统(SOPC)技术应运而生。本文借助FastPRO片上可编程系统平台快速完成了基于ARM7TDMI的车载微控制器的硬件系统的构建,并在此基础上完成了此微控制器的FPGA原型验证和μC/OS-II的移植,使较早的进行软件开发成为可能。     

基于FPGA的数字信号显示系统软硬件设计

该文阐述了现场可编程逻辑器件FPGA的主要特点．应用FPGA芯片和VHDL硬件描述语言设计的模拟示波器数字信号显示系统的设计原理和设计方法。     

基于Smart Fusion的小型无人机数据采集与处理系统的设计

针对小型无人机对航电系统的重量、体积、功耗的高要求,提出了一种采用新型芯片SmartFusion设计的小型无人机数据采集与处理系统。新型芯片由微控制器子系统(MSS)、可编程模拟部分和ProASIC FPGA组成。采用硬件描述语言(VHDL)完成总线控制器电路的IP设计,实现了数据采集与处理系统的高度集成性,给出电路设计原理图。多次飞行结果表明,各模块设计合理,系统运行稳定。该方案符合系统小型化、高精度、数字化发展趋势,具有很好的应用前景。     

SoC FPGA在声波测井数据采集系统中的应用

传统的数据采集系统采用现场可编程门阵列+数字信号处理器(FPGA+DSP)架构,复杂化了硬件设计,增加了系统功耗.以SoC FPGA为核心搭建的声波测井数据采集系统,充分发挥了微处理器控制能力强和现场可编程门阵列灵活的特点,利用总线互联通信等SoC技术,简化了硬件设计,降低了电路功耗,提高了系统的可靠性.     

基于FPGA的通信卡设计和实现

基于FPGA的通信卡设计原理。通信卡实现了4路ISDNU接口、4路RS232串口、2路音频接口及1路PCI总线之间的通信,该卡以FPGA(现场可编程门阵列)和MPC860为核心进行设计,利用FPGA的可编程性灵活实现了各接口之间的数据通信。本文给出了系统的硬件构架,并对串口传输功能和数字交换网络功能的FPGA实现进行了分析。     

嵌入式系统的协同设计

1.引言嵌入式系统是由软件和硬件两部分组成的专用控制系统。除了微控制器外,嵌入式系统还包括专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)等。它广泛应用于消费类电子产品、通讯系统、车辆控制、遥感等领域,在生产、生活中发挥着越来越重要的作用。     

基于ARM和FPGA的DMD驱动波形实验平台

提出了一种基于ARM和FPGA的数字微镜器件(DMD)驱动波形实验平台的设计,该设计由数字微镜驱动器和电压转换器两部分构成。阐述了数字微镜驱动器和电压转换器的硬件工作原理,以及ARM微控制器和FPGA的软件工作流程。实验结果表明,该系统能够达到预计的设计要求。     

基于FPGA的仿人机器人面部驱动系统

针对单片机在处理多任务事件时的延时问题,提出了基于现场可编程门阵列(FPGA)的驱动系统设计方案。根据FPGA的多任务可并行处理特点,分别进行设计和验证并通过在一片FPGA上统一实例化模块,简化了驱动系统的硬件结构。实验表明,基于FPGA的驱动系统可有效提高面部表情控制准确度和表情再现速率。     

面向伺服机器人应用的可重构微控制器设计

为简化伺服机器人内部通信结构,增强机器人通信能力,提升处理速度,解决多轴协调控制问题,介绍了一种基于NIOSⅡ处理器和FPGA(Field Programmable Gate Array)的面向伺服机器人内部通信的可重构微控制器的设计方法.采用可编程技术和32位高性能NIOSⅡ处理器并自定义标准外设CAN总线控制器及PWM,在Altera公司的CycloneⅡ系列EP2C20芯片内实现带CAN总线及PWM波输出功能的可重构微控制器.充分利用NIOSⅡ微处理器的高速运算能力和FPGA逻辑功能由硬件电路实现,计算速度快(纳秒级)的能力,大大减少了微控制器外围接口器件,有效降低成本,提高了微控制器的集成度和灵活性.实验表明,控制器性能可靠且能代替传统伺服机器人中常使用的专用微控制器芯片,满足伺服机器人中的通信需求.     

小型无人机飞行控制器的硬件设计

以80C196KC单片机和可编程微控制器外围器件PSD813F1为核心设计了小型民用无人机飞行控制器的硬件，对设计中的关键技术进行了研究，系统具有设计精炼，可靠性高，开发性等特点。     

基于FPGA的高性能电动伺服系统设计

利用现场可编程逻辑门阵列(FPGA),结合先进的可编程片上系统(SOPC)技术,设计并实现了多轴直流电机伺服控制系统.为了达到高速、并行控制的目的,利用Verilog硬件描述语言,采用基于有限状态机的方法,自行设计了硬件控制模块,以使核心控制部分最大程度地硬件化;同时,在硬件架构层面上采用并行化布置.整个控制系统具有快...     

基于FPGA的多路同步实时数据采集系统

结合数据采集系统在电力系统中的应用,设计了一种基于FPGA的多路同步实时数据采集系统,该系统将多个功能模块集成到一片FPGA中,构成片上可编程系统,使用一片FPGA完成对A/D转换和双口RAM等模块的控制;给出了系统的硬件原理框图,并结合系统的设计方案对其中的主要功能模块进行了阐述;以此构成的多路同步实时数据采集系统具有性能稳定、实时性强、集成度高、扩展性灵活等特点。     

基于单片机的信号发生器设计

以单片机为核心控制器,结合D/A 转换、LCD1602 显示、程控放大器,设计输出频率、幅度可调的正弦波、方波 和三角波信号发生器,对系统主要硬件电路和软件进行设计。经实验测试,系统实现了各波产生、显示,信号频率、幅度可调等 功能,频率和幅度误差都是5%以内,波形质量较好。系统电路简单、体积小、成本低、精度较高、工作稳定和使用方便直观,具 有广泛的应用前景。     

基于SoC的小型集成化视频采集处理系统研究

由于传统视频采集和处理系统很难解决小体积、低功耗与高数据带宽和处理速度之间的矛盾,同时针对智能武器装备、工业自动化生产等领域对视频采集与处理系统小型化、集成化发展需求,基于Xilinx公司高性能Zynq-7000系列SoC芯片,搭建了一种小型化、集成化、通用化视频采集处理平台系统。通过充分发挥SoC芯片集成ARM处理器软件可编程和FPGA硬件可编程优势,提出了利用HLS工具将图像预处理算法快速打包生成IP核,在FPGA中实现图像算法硬件加速的设计方法,不仅保证了视频采集和处理的实时性,而且实现了视频处理设备小型化、集成化、低功耗设计。对系统软硬件设计和各组成部分原理进行了介绍,并以Sobel边缘检测算子为实例,对系统功能和性能与传统处理方法进行了对比测试,验证了系统的有效性。     

高精度超声波流量计的设计

设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的非介入式高精度超声波流量计,利用FPGA的可编程特性、很高的工作频率及丰富的内部资源设计了包括高速计数器在内的数字信号处理模块,提高了系统的可靠性及测量精度。实验结果表明:超声波流量计测量精度完全达到了设计要求。     

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。     

过程性纹理映射的FPGA动态生成

在FPGA可编程硬件平台上设计实现了基于珀林噪声函数的过程性纹理生成算法.该算法充分利用了FPGA硬件设计的优势,针对这一算法基于像素密集求解的特点,更快、更好地进行设计实现.利用该算法可以实时地生成许多不同的自然材质或现象的纹理,如木料、云石、云朵等,其纹理可以随时间动态变换,以产生真实的运动效果.文中采用了一种新的珀林（Perlin）噪声函数,以充分应用硬件电路的结构特点,耗费较少的硬件资源,达到各种运算单元（如加法和乘法）模块的组合和高度复用.     

用FPGA实现机载全姿态指示仪图形硬件填充

论述一种基于DSP和FPGA的机载图形显示系统，并提出一种新颖的基于FPGA的动态画面的硬件填充方法．在填充操作过程中，由DSP完成画面中填充区域边界的标志运算，FPGA完成填充画面像素的刷新操作，使整个画面刷新的速度大为提高。     

基于FPGA的航空发动机电子控制器设计技术研究

基于FPGA的并行运行、可重配置以及采用软/硬件协同设计的技术特点,提出了一种基于FPGA的片内分布式航空发动机电子控制器设计方法。重点研究了FPGA内嵌处理器选型、硬件协处理器及同步数据总线设计等3个关键技术问题。在此基础上,基于Altera FPGAEP2C35设计了控制器原理样机,并进行了硬件性能测试,结果表明该控制器设计方法在当前的技术条件下具有实施的可行性。所提出的发动机电子控制器设计方法有利于克服当前集中式电子控制器设计时存在的软件高度定制、可重用性差、并行实时任务开发难度大、开发效率低等缺     

基于Zedboard的嵌入式自动调谐系统设计

基于Xilinx首款融合ARM Cortex A9双核与FPGA的全面可编程片上系统完成广播自动调谐控制系统的设计。介绍了Zedboard片上系统的硬件结构,利用芯片的ARM硬核完成了嵌入式Linux操作系统的移植,设计完成了广播自动调谐系统的Qt GUI并在操作系统上移植,逻辑设计与应用程序集成在芯片上实现整个系统的设计。