一个快速高压固态开关的设计及实现

大多数固态功率开关中，开关速度会随着电源的增加而降低。基于这种原因，有很多方法在高功率下可获得合适速度。其方法之一是中压和额定电流大功率开关串联或并联的开关结构。这篇文章研究了不同型号的快速固态功率开关并选择IGBT作为开关单元。为了模拟，设计了IGBT的微观工作模型。最后，采用了8个IGBT串联的原型固态开关结构并且在7KV和600A下测试，其开通时间少于150纳秒。     

一种新型负载均衡交叉缓冲交换矩阵(英文)

The fast growth of Internet has created the need for high-speed switches. Recently, the crosspoint-queue switch has attracted attention because of its scalability and high performance. However, the Crosspoint-Queue switch does not perform well under non-uniform traffic. To overcome this limitation, the Load-Balanced Crosspoint-Queued switch architecture has been proposed. In this architecture, a load-balance stage is placed ahead of the Crosspoint-Queued stage. The load-balance stage transforms the incoming non-uniform traffic into nearly uniform traffic at the input port of the second stage. To avoid out-of-order cells, this stage employs flow-based queues in each crosspoint buffer. Analysis and simulation results reveal that under non-uniform traffic, this new switch architecture achieves a delay performance similar to that of the Output-Queued switch without the need for internal acceleration. In addition, its throughput is much better than that of the pure crosspoint-queued switch. Finally, it can achieve the same packet loss rate as the crosspoint-queue switch, while using a buffer size that is only 65% of that used by the crosspoint-queue switch.     

基于FPGA的音频交换混合矩阵设计

提出了一种基于FPGA的音频交换混合矩阵的设计思路,通过运用数字音频信号采样及处理技术实现了16×16的音频信号交换。文章分析了交换技术原理,并基于该原理构建交换混合矩阵的数学模型,并对系统设计实现方案进行了详细的论述。方案中使用了FPGA芯片,以及音量控制、数/模转换及模/数转换芯片。本方案已进行实物验证,其输入输出延迟≤700μs,通频带20 Hz~38.44 kHz。该矩阵现已在多个系统中使用。     

叠层交换的研究与实现

各种高速交换网络对大容量高性能的核心交换结构需求越来越强烈,在综合分析各种交换结构的基础上提出了一种新颖的叠层交换交换架构,描述了叠层交换的设计思想、实施原理框图和算法,然后对叠层交换的阻塞特性、优先级算法、组播和通播、资源等性能进行了分析和讨论,给出了一个8×8的叠层交换结构的FPGA设计实现范例,分析了其在工程应用中集成度高、成本低的优势,最后展望了叠层交换的应用领域和发展前景。     

一种新型的负载均衡-交叉点缓冲交换结构

针对混合输入-交叉点队列(CICQ)交换结构受限于"流控通信延时"、"需要2倍内部加速仿真输出队列(OQ)交换"以及单纯交叉点缓冲(CQ)存在"非均衡流量模式下吞吐量性能不足"等问题,本文提出一种新型的"负载均衡交叉点缓冲交换结构".采用固定模式时隙轮转匹配进行负载均衡处理,将到达输入端口的非均衡流量转化为近似均衡流量并且平均分配到同一输出端口对应的交叉缓冲中,从而可以利用较小的交叉点缓冲来模拟输出队列调度,简化调度过程并且提高吞吐量.理论分析证明了这种新结构的稳定性以及模拟输出队列交换的能力.同时仿真表明,采用该交换结构可以在不需要内部加速的条件下获得相当于输出队列交换的性能,并且有效地解决了交叉点缓冲队列非均衡流量性能不足的问题.     

可重构Viterbi基核单元的设计与实现

为适应多种通信标准,提出了一种新的可重构Viterbi译码器基核单元,由该基核单元可动态重构成不同约束长度(3~9)、不同编码效率(1/2或1/3)以及不同生成多项式的Viterbi译码器。在Xilinx Virtex4系列FPGA上,对该基核单元组成的译码器进行综合实现,并进行了仿真。结果表明,该译码器的速度能达到50 Mbps,适合在802.11无线局域网及3G网络中使用。     

光纤通道交换机MAC帧处理的设计与实现

介绍了1Gb/s速率8×8光纤通道交换机的体系结构,并详细论述了光纤通道交换机帧处理流程和基于FPGA的帧处理的设计与实现。经过时序仿真,验证了帧处理设计的正确性。该设计与实现对完成光纤通道交换机的研制具有典型意义。     

一种分段卷积快速算法的设计与实现

常用的线性卷积方法要求两个输入序列的持续时间相同,但在实际工程中经常会遇到某个输入序列具有较长持续时间的情况,从而无法达到信号"实时"处理的要求。在这种情况下,分段卷积是一种有效的解决方案。设计了一种分段卷积快速算法模块,在FPGA中采用流水线结构进行实时处理。经检验该方法正确且能很好地满足对信号进行实时处理的要求。     

微波传输中无损伤切换的设计与实现

主要介绍了数字微波传输中无损伤切换的作用和基本原理。提出了基于FPGA的无损伤切换的实现方案,并重点介绍了实现中采用的相位调整、弹性存储器和自动切换控制等关键技术。为了保证不因一台设备故障而影响重要业务的可靠传输,通过加装切换装置,根据信道的运行质量,实现2个通道的自动切换,极大提高了可靠性。通过实际应用证明了这种装置有较好的实用效果。     

高分辨率彩色LCoS头盔显示器电路系统的设计与实现

介绍了分辨率为1024×768,子场刷新频率为180Hz的硅基液晶(LCoS)彩色头盔显示器电路的总体设计,并详细阐述了其中关键模块的设计与实现.使用高速SDRAM替换SRAM作为帧存储器,为高分辨率显示提供了足够的容量和带宽;借助基于FPGA的高速低压差分信号(LVDS)数据传输成功实现了系统的模块化设计,有效地减轻了头盔显示器的重量,将放人头盔的PCB面积减少到46 mm×56 mm.经对样机进行测试,结果表明,系统工作稳定可靠,能够实现高分辨率彩色图像的实时显示,而且图像清晰.     

混合型FPGA开关盒优化设计方法及应用

FPGA开关盒的设计主要关注于一种跨度互联线相互连接的研究。在这些开关盒中,不同跨度的互联线相互分隔和独立,在一定程度降低了互联的性能和利用率。提出了一种可以将不同跨度互联线通过可编程开关进行连接的混合型开关盒设计思想,提高10%互连结构的性能,而不会增加芯片面积以及功耗。此设计方法在复旦大学FDPFPGA芯片互联结构中得以应用。     

大规模RapidIO协议交换的FPGA实现

RapidIO交换模块是RapidIO系统的核心模块,决定了整个RapidIO系统的数据带宽.文中介绍了一种大规模RapidIO协议交换的FPGA实现方式,并且在基于VPX总线的RapidIO交换模块中得到实际应用.该交换模块除具有RapidIO协议交换功能,还具有RapidIO系统主控功能以及以太网交换功能.经过使用实际的RapidIO端点模块进行测试,该交换模块实现了RapidIO交换功能以及RapidIO系统主控功能.     

一种多优先级变长调度星载IP交换机交换结构的设计

针对星载IP交换机中硬件资源使用受限的情况,设计实现了一种具有8个优先级、采用指针复制和变长分组调度机制的大容量共享存储交换结构,给出了电路的具体组成、关键调度算法和工作流程.使用Xilinx V4sx55 FPGA实现了完整的8×8交换结构,电路共占用了164K字节片上存储器资源和5982个4输入查找表,可以满足三模冗余设计要求.在系统工作主频为100MHz、片外采用SRAM、数据位宽为64的情况下,交换结构的峰值吞吐率可以达到1.6Gbps;片外采用133MHz DDR存储器、位宽为64时,交换结构的峰值吞吐率可以达到4.25Gbps;该交换单元进行多级扩展后,可以满足10Gbps以上的系统设计需求.     

一种宽带吸收式SPDT开关的设计与实现

射频开关作为微波通信系统的一种关键部件,广泛应用于各种军用电子系统中。该文详细介绍了一种基于PIN二极管的单刀双掷开关的设计技术和实现方法,测试结果表明,该开关在2⁸GHz频率范围内,插入损耗小于2.2dB,隔离度大于70dB。     

光纤通道接口通用驱动程序设计与实现

光纤通道是一种高性能的光纤通信技术,在军用和商用的多个领域都有着广泛应用。文中介绍了光纤通道技术在目前发展中存在的问题和光纤通道协议族的基本架构,分析了光纤通道接口驱动程序的功能需求和实现方式,提出了一种linux系统下灵活性和通用性较好的驱动程序设计架构,并详细描述了这种架构的程序实现要点和技术优势。最后,在实际硬件环境中对驱动程序的性能进行了测试和分析。     

基于LVDS接口的高速图像数据记录器的设计与实现

为实现高速图像数据的实时接收存储和有效转发,本文设计了一种基于NAND型FLASH的高速大容量固态数据记录器。该记录器以LVDS作为数据传输接口来接收两路独立的高速数字图像数据;用外部FIFO作为图像数据缓存以确保数据接收和存储的并行性;通过FPGA来控制整个系统的运行。经实际应用,该系统可成功的完成图像数据的接收、存储和转发功能。     

一种大电流高速PIN驱动器的设计与实现

介绍了一种大电流高速驱动器.该驱动器包含输入差分比较电路、内部基准电路、倒相缓冲电路、输出功放电路,其主要功能是对输入的TTL信号进行转换,输出+5 V/-15 V信号;通过改变外部引脚的连接方式,可得到同相或反相输出,使用方便灵活.电路采用双极对通隔离工艺技术制造.电路输出具有150 mA的驱动能力,上升、下降时间小于30 ns,延迟时间小于50 ns,主要用于驱动PIN开关管.     

一种高速大电流开关驱动器的设计与实现

设计并实现了一种高速大电流的开关驱动器,可用于驱动PIN开关以及IGBT开关等.开展了系统结构、电路和版图技术研究,并采用亚微米CMOS标准工艺进行设计和制造.通过采用一种带隙基准结构提供偏置的方式使电路兼容TTL和CMOS输入,保证良好的温度特性;通过采用传输门功率驱动电路实现三态控制,解决了高速应用时电容馈通效应问题.详细设计了TTL输入转换电路、基准和偏置电路、三态输出和功率驱动等电路;基于0.6 μm CMOS工艺重点设计了高速驱动器中功率开关版图.该高速大电路开关驱动器产品的传输速度达到了25 ns,驱动电流达500 mA.     

一种共享存储交换结构中的双门限队列控制策略

传统的共享存储交换结构的门限控制算法通常以当前各个队列长度为依据,缺乏对网络节点设备全局流量场景的考虑,且对组播的支持不足.本文提出使用有效业务量作为控制各个端口队列门限的主要依据,让各个端口承担相同的流量压力,从而使系统保持均衡状态.在经典的有效带宽理论的基础上,结合输入流量速率和分配的缓冲区大小一起来定义输出端口的有效业务量,给出了"缓存换带宽"的计算公式,对流量压力进行准确度量.双门限的使用使得共享存储空间既能够保持在平均意义下的平衡,又能实现突发时段的调剂.进一步,对组播信元的转发也可以纳入这个算法框架.模拟结果显示,在不同的流量模式下,这个算法比传统动态门限算法在取典型值α=1和组播浓度为30%时,对芯片的使用效率和端口的公平性分别提高15%和25%以上.     

基于FPGA的远程图像采集系统设计

本文介绍了一种基于FPGA实现的图像采集系统,通过FPGA控制外部高速成像设备所产生的图像数据、参数信息和状态控制信号的同步采集,并实现数据格式的转换、图像数据的组帧、存储及转发功能。