基于光纤隔离与通讯的生物电信号放大方法研究

人体内的生物电信息都非常微弱,如何有效地获取这种微弱的电信息对生命科学至关重要.主要叙述了一种采用光纤隔离与通讯技术对人体内微弱生物电信息进行放大和传输的方法,并将此成功地应用于脑电信号的提取中.由于该放大系统采用了光纤隔离与通讯技术,抗干扰能力强,传输距离远,可用于很多同地或异地微弱电信号的放大与获取中,故具有较强的通用性.     

高速实时光纤图像传输系统的实现

为提高光电经纬仪上图像传输系统的性能,设计了利用现场可编程门阵列(FPGA)的Rocket IO IP核,完成了Camera link并行接口与光模块串行接口的相互转换。通过自定义的图像传输协议,搭建了图像传输系统与各个分系统的互联平台,实现了高速图像实时传输至机下进行处理、显示和记录,同时在该光纤通道上复合传输相机控制命令和外同步时序。阐述了系统总体结构思想,发送端和接收端的软、硬件设计,介绍了Rocket IO关键属性、数据包收发状态机、图像传输协议等。实验结果表明,系统工作速率达2.5Gb/s,传输链路稳定、可靠、无误码,突破了传统光纤传输协议的开源局限,用户可直接使用光纤串行数据信息,减少导电环配线量,具有传输带宽高,图像质量好,抗电磁干扰性能强等优点。系统经过测试验证并已应于到工程项目中。     

一种基于FPGA的并行通讯模块的实现

针对横机控制系统内部存在高速、海量的数据通讯的特点,利用可编程逻辑门阵列（FPGA）丰富的逻辑资源,构造了一个双口RAM并行通讯模块,设计了配套的通讯协议,并对双口RAM存储空间进行了划分。研究结果表明,该模块具有通讯效率高、集成度高和通用性强的优点。实际应用结果表明,该模块完全满足横机控制系统的通讯要求。     

基于FPGA的数字化光纤传输方案

针对复杂电力电子系统在实时控制和高隔离性能上的要求,提出了一种新颖高效的数字化光纤传输方案,以A/D转换器加现场可编程门阵列(FPGA)为简单架构,先将模拟信号数字化,再进行编码等数据处理,使信号能够通过光纤进行隔离传输,最后在光纤接收端将有效数字信号提取出来。该方案解决了复杂环境下系统对多路、多点采样数据实时性、可靠性及远距离传输的问题,其优点是系统稳定,误码率低,抗干扰能力好,实时性强。实验结果证明了该方案的可行性。     

基于FPGA的喷绘机高速光纤通信系统设计与实现

为解决喷绘机打印数据实时传输问题,将以现场可编程门阵列(FPGA)和串行解串器为基础的高速光纤通信技术应用到打印数据的通讯中。系统中FPGA用于实现通讯数据的存取、8B/10B编解码和CRC校验的功能;串行解串器实现了并/串和串/并转换及锁相功能;光收发一体模块实现了电光转换和光电转换。该光纤通信系统在喷绘机上进行了实际打印试验,应用结果表明系统在300 Mbps通信带宽下能够稳定传输,在120小时的连续测试过程中没有出现打图错误现象。实现了高可靠性、长距离、高速数据传输的功能。     

PC机与单片机的光耦隔离并行通讯

详细介绍一种PC机与单片机的光耦隔离并行通讯电路及软件设计,该电路具有结构简单、编程方便、能大大增强系统抗干扰性能等优点。     

基于DSP和FPGA的高速数据采集处理系统

为了实现对数据快速精确的采集,提出了一种基于DSP、现场可编程门阵列(FPGA)和高精度模数转换器ADS8364的多通道实时采集系统.该系统主要通过FPGA控制ADS8364对模拟量信号进行采集,DSP将采集的信号进行预处理并且通过CAN总线与上位机通信,实现数据的存储、处理及显示.对被测量进行多点检测,在软件中进行数据融合处理,提高了检测的精度.该系统具有采集速度快、精度高、结构简单、可靠性高等特点,具有广泛的应用前景.文中重点阐述了系统原理及各模块的硬件、软件设计.     

基于FPGA的曼彻斯特码功能实现技术

随着曼彻斯特码的应用场合不断扩展,对曼彻斯特编解码的研究与应用也在不断深入和扩展,基于CYCLONE II系列FPGA芯片,利用VHDL硬件描述语言和Quartus II 9.0开发环境,完成了曼彻斯特编解码模块的设计。在编解码模块的复位单元中使用了异步复位、同步释放的双缓冲电路,降低了异步复位发生亚稳态的概率和减少了同步复位的资源消耗。经过数字仿真波形分析,验证了设计方法的可行性和正确性。     

大型旋转机械集散监测系统的光纤通讯子系统设计

本文在简要介绍了一种已投入运行的大型旋转机械集散监测系统（ＲＢ２０）之后，给出了该系统的光纤通讯子系统的结构，硬件设计及执行策略等。     

基于光纤隔离的高精度数据采集电路设计

为满足高压信号检测,设计了基于电压/频率,频率/电压转换以及光纤隔离的高精度信号数据采集电路。使用ADVFC32实现电压/频率,频率/电压转换,设计了由HFBR-1521发送器和HFBR-2521接收器组成的光纤连接电路来传输频率信号。最后通过AD7714对转换后的模拟电压信号进行A/D转换。电路设计结构简洁、可靠性高,具有一定的工程实用价值。     

基于FPGA的嵌入式CAN通信卡的设计

为了实现CAN通信的嵌入式应用,满足模块化设计的需要,提出了一种基于FPGA的嵌入式CAN通信卡的设计方法。介绍了该系统的硬件组成、芯片选择和工作原理,以FPGA嵌入的32位软核处理器Nios Ⅱ作为主控芯片,内嵌的双口RAM作为节点控制器与嵌入式CAN通信卡的通信接口,选择CAN控制器SJA1000和收发器PCA82C250作为CAN通信芯片。给出了其硬、软件的设计思路和实现方法,并给出了实验测试的结果。实验结果表明,该设计完全满足CAN通信嵌入式应用的要求,并具有良好的实时性和高速通信的特点。     

基于FPGA的刚体调姿系统逻辑控制器开发

为解决大部件刚体调姿系统中各数控设备驱动电路的可靠性、各辅助工装设备的稳定性、系统的容差保护与报错等问题,设计并开发了基于现场可编程门阵列(FPGA)的逻辑控制器.重点从处理器模块、I/0模块、电源模块等方面对逻辑控制器进行了硬件结构设计,同时给出了基于硬件描述语言(VHDL)的软件实现方法.应用实践结果表明,该逻辑控...     

基于FPGA的直接数字合成器的设计

介绍了直接数字合成器（DDS）的基本组成及工作原理,采用QUARTUS1I软件提供的模块和VHDL语言自行设计的寄存器,实现了现场可编程门阵列（FPGA）的相位累加器和波形存储表的设计。通过频谱分析研究了DDS的输出频谱,分析讨论了引起输出杂散的原因及改善杂散的方法。研究结果表明,该设计具有较高的实际应用价值。     

基于FPGA的正交信号的数字辨向细分技术

细分是提高光学仪器测量分辨力的关键技术之一。文中首先介绍了参考信号的构建方法,然后给出了辨向细分的具体实现过程,一种新的λ/8细分电路设计方法被提出,并使用VHDL语言实现细分、辨向及计数模块程序的设计,最后通过FPGA的具体实现以及仿真分析,证明了该方法的有效性。仿真结果表明,该方法具有原理简单、集成度高、易于实现的特点,并且特别适合使用FPGA等EDA工具实现。     

基于双DSP和FPGA的导航处理系统设计

机电技术的发展为惯性测量系统的大量应用奠定了基础。针对深海导航应用场合,为了提高深海惯性导航的精度和实时性,设计了基于双数字信号处理器（DSP）和可编程逻辑门阵列（FPGA）的捷联惯性导航计算机,成功构建了低成本、小型化的捷联惯性导航系统（SINS）。重点描述了双DSP和FPGA导航计算机的硬件设计思路。扼要介绍了系统软件的框架结构。与目前大多数的惯性导航系统相比,该系统体积小、重量轻、功耗低,适用于运算复杂的嵌入式惯性导航系统。实验室车载实验结果证明了上述设计的正确性和可行性。     

高速网络入侵检测系统中包头解析方法

针对高速网络传输速度快、协议配置灵活的特点,提出了一种利用硬件进行包头解析的方法。该方法基于有限状态机技术设计四总线框架,可灵活配置多种协议解析模块,解决夹层协议嵌套问题;采用流水线技术优化模块状态迁移任务,使其能够在单时钟周期内完成数据解析与状态管理,提高了包头解析性能。该方法保证了高速网络入侵检测系统的包头解析性能和对可嵌套夹层协议的支持,经过FPGA中综合、布线及静态时序分析,验证该方法具有处理能力强、占用资源少的特点。     

基于FPGA的便携式四极杆质谱控制系统设计

针对便携式仪器小型化和低功耗的研制需求,本文设计了一套便携式四极杆质谱的下位机控制系统,基于Xilinx Spartan-6系列现场可编程的门阵列(FPGA)平台进行开发,采用FPGA单一芯片替代传统多种芯片组合的繁琐架构,去掉主控电路板上原有的W5500\MCU(微控制单元芯片)\DSP(数字信号处理专用芯片)\DDR(双倍速率同步动态随机存储器)等功能芯片,将这些芯片实现的扫描、控制、采集、存储、数据处理和高速传输等功能集成于同一FPGA片内。与现有的小型化四极杆质谱控制系统比较,本系统在功能和性能不变的前提下,不仅节省了芯片成本,而且主控硬件板卡的功耗节省了约2.7 W,约为原板卡功耗的37%,主控硬件板卡的面积减小了约20 cm²,约为原板卡面积的10%。本研究设计的便携式四极杆质谱下位机控制系统已成功应用于便携式四极杆质谱仪中,并且针对类似的小型化仪器有着较高的技术移植性和实用价值。     

基于FPGA的异步电动机变频调速系统

针对传统的单片机(MCU)或数字信号处理器(DSP)以软件方式实现的控制系统普遍存在速度慢、稳定性差等问题,以实现全数字电机控制器的集成化为背景,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)硬件设计方案,并结合EDA模块化的设计方法和Verilog HDL硬件描述语言,在一片FPGA芯片中得到了验证和实现;采用"top-down"设计思想,对系统按功能划分模块进行了设计;首先对各功能模块进行了设计、仿真、验证,然后将整个系统组合起来进行了仿真、验证,最后利用FPGA进行了硬件验证;在此基础上,完成了异步电机SVPWM调制方式的V/F开环变频调速系统的实验。研究结果表明,该系统稳定性高、占用资源少、复用性高,在实时性、灵活性等方面有着MCU、DSP无法比拟的优越性,为设计高性能的电机控制专用芯片奠定了基础。