基于FPGA的相机图像转接测试系统设计

研究并设计了一种相机图像转接测试系统,将卫星相机视频电子系统输出的串行数传数据进行格式转换并成像,同时能够模拟相机管理控制器功能对相机电子系统中信息处理器进行遥测遥控。相机图像转接系统以 FPGA作为逻辑控制的核心,通过CamLink接口与上位机进行图像数据传输并实时成像,采用 RS232接口接收上位机指令模拟遥测遥控,文中详细介绍了系统组成和 FPGA模块化设计方法,并于硬件电路上进行验证。实测结果表明,以本文方法设计和实现的相机图像转接测试系统成像结果准确无误,能够完整模拟相机管理控制器的遥测遥控功能,实现了多种成像模式的切换,为相机系统研制有很大的促进作用。     

基于FPGA的遥感高速图像数传系统设计

研究并设计了一种高速图像数传系统,对视频电子系统处理过的图像数据进行格式转换,通过高速串行收发器Tlk2711接收视频处理器发送过来的串行LVDS图像数字信号,并将其转换为并行信号传给FPGA,再通过Camera Link接口与上位机进行图像数据传输并实时成像.同时模拟相机管理控制器实现对相机电子系统中信息处理器的遥测遥控功能,完成控制信号的解析.主要描述数传系统的组成及其FPGA核心模块化设计的实现方法.测试结果表明,本系统成像结果清晰准确,能够完成数据率为2.5 Gbps的点对点高速传输,系统数传速率达到6.72 Gbps.     

遥感相机中影响FPGA配置的因素分析

FPGA器件在空间遥感相机中应用越来越广泛,基于SRAM的FPGA必须配备PROM芯片,用以存放FPGA的编程数据,每次上电都需要重新加载配置,但受各种因素的影响,程序加载配置并不是每次都能成功.阐述了有关FPGA的配置过程,分析了影响配置的各个因素,并提出相应的设计优化措施.出现配置失败的电路,经设计优化后未曾出现配置失败.作为航天任务,遥感相机中绝不应出现FPGA配置失败的状态,为了提高上电配置的可靠性,提出了监测多个I/O信号电路方案,利用可靠性高的反熔丝FPGA来监测需要配置的FPGA,经数千次加载试验,FPGA配置成功率为100％,该方案对遥感相机更好地应用FPGA具有一定的参考价值.     

基于FPGA的千兆以太网CMOS图像数据传输系统设计

针对100 fps的帧率、600×400图像尺寸16位灰度CMOS图像传感器的大数据量远距离传输关键技术问题。借助于用户数据报协议(UDP)作为通信协议,采用XC6SLX16 FPGA对图像传感器采集的数据进行预处理及将图像数据封装成以太网帧,同时配合专用的千兆以太网PHY芯片VSC8601,通过RGMII接口进行FPGA与PHY的连接方式,设计了一种基于FPGA的千兆以太网CMOS图像传感器数据传输系统。实验测试结果表明,该系统不仅实现了530 Mbit/s的高效可靠图像数据的远距离传输,而且该系统安全可靠,能够稳定有效工作。     

基于DSP＋FPGA数据传输系统的实现

基于航天电子系统逐渐光纤化、高速化的发展趋势,设计了一种光纤通信的高速数据传输系统,通过耦合Xilinx公司最新一代的Virtex-5系列FPGA,顺利实现了超高速的DSP数据采集与处理.采用多种方法解决了在数据传输系统中FPGA与DSP信号不匹配的问题,进行了一系列的仿真实验.测试表明,该系统能够顺利的实现Gbps的数据传输,在数据传输开始时产生帧开始标志sof_n,在传输结束时产生帧结束标志eof_n.同时,该系统有低成本、高通用性和低失真度等优势,可成功用于光通信等领域中.     

基于FPGA的千兆以太网数传系统设计

利用Xilinx公司的VC707开发板设计了基于FPGA的千兆以太网数据传输系统。开发板上集成了以太网的MAC层硬核以及PHY层芯片,提供了实现以太网数据传输的基础。该系统同时实现了UDP与IP协议,允许上位机与系统之间进行基于UDP协议的数据交互,并可以利用板卡的DDR3实现数据的缓存。实践证明,该系统可以实现数据高速、准确的传输。     

基于FPGA的遥感相机多模式数传转接电路设计

为满足遥感相机视频处理电路的测试需求,研究并设计了一种遥感相机数传转接电路,对视频处理电路处理过的不同模式的图像数据进行格式转换,再通过Cameralink接口与上位机进行图像数据传输并实时成像,同时系统采用乒乓操作提高图像数据的传输速率。主要描述系统的主要组成和FPGA模块化设计的实现方法。以Xilinx公司XC2V型号FPGA为核心,采用VHDL语言实现图像数传转换的逻辑设计,利用RS232接口接收上位机指令实现不同模式图像信号的选择输出,对不同模式的图像信号进行格式转换。实际应用表明,本系统成像结果准确,具有较好的灵活性,能够满足多种遥感相机视频处理电路的测试需求。     

基于FPGA的远程实时多媒体传输系统设计

采用FPGA实现视频与音频的多业务系统的关键部分设计,论述了系统的而工作原理,数字视频与数字音频通过FPGA复接的原理,以及时钟的处理方法,最后介绍了模拟视频滤波器的设计与仿真。     

基于FPGA和光纤通信的音频传输系统设计

采用复杂可编程逻辑器件/现场可编程门阵列(CPLD/FPGA)芯片和VHDL硬件描述语言,基于Quartus Ⅱ的软件开发环境、光纤通信技术以及层次化的自顶向下的工程设计方法,实现一个能在强磁场环境下良好运行的音频信号快速同步收发系统.从整个系统的原理结构出发,分析介绍了系统软硬件的具体设计方法.     

基于FPGA的空间光学遥感器的步进电机控制

遥感技术是空间观测的技术,航天光学遥感器在国家安全保障、气象预报、灾害监测等方面正发挥着巨大的作用。在轨飞行过程中,为了更高质量地完成工作任务,不可避免地要对活动部件进行调节。步进电机具有较高的开环控制精度,控制简单,输出力矩稳定。为了满足精度较高和稳定的力矩,实验提出四相八拍的控制方案,采用FPGA作为步进电机的控制器,设计斩波调整的方案调整电压和硬件电流闭环的方案调整电流,设计驱动板的硬件电路,最后通过软件实现参数测量。系统提高了步进电机控制的精度,改善了力矩的稳定性,为遥感器的活动部件控制提出了新的方案。     

基于FPGA的单向高频链逆变器设计

针对小功率应用场合,提出了一种基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,简称FPGA)单向高频链(High Frequency Link,简称HFL)逆变器的设计.设计中采用了DC/DC和DC/AC两级变换形式;控制电路利用了FPGA的强大编程能力和控制能力,使得系统的更新非常灵活,能满足各种情况下的应用.通过仿真和实验结果验证了设计的正确性.     

基于DSP与FPGA的全数字伺服控制系统研究

基于DSP与FPGA的特点,设计开发了全数字无刷直流电动机控制系统。对速度检测电路、驱动电路、保护电路以及人机接口电路等内容进行了阐述。实验结果验证了该设计方案的有效性和可靠性。     

基于DSP+FPGA技术的实时视频采集系统的设计

本文介绍了一种基于高速数字信号处理器TMS320DM642和FPGA的图像采集系统,阐述了该系统的硬件组成、工作原理,并详细描述了视频编码单元、图像处理单元和视频输出单元等的构成和设计方法,分析了系统设计时的各个关键技术环节.本系统有3个突出的优点:一是实时性,硬件电路器件的执行速度以及适合硬件的软件系统都保证了系统实时性的实现:二是小型化、集成度高,这个系统功能由一块PCB板实现:三是系统硬件平台的通用型,可以通过软件编程实现各种不同的图像处理功能.     

基于FPGA的调制信号发生器设计

本文重点论述了一种应用DDS技术来实现调制信号发生器的设计方案。该方案选用Altera公司生产的ACEX系列FPGA——EP1K50芯片实现,能够输出正弦、方波、锯齿波、三角波、白噪声、扫频正弦、双正弦;频率范围:正弦0.5Hz~1MHz;方波、锯齿波、三角波0.5Hz~100kHz;频率分辨率可达到0.0058Hz。本文介绍了该方案各功能模块的设计实现,设计了该方案的软件和硬件,最终的测量结果表明实现了该方案的主要功能。     

基于FPGA控制的步进电机驱动设计

随着微控制器技术的快速发展,特别是高性能可编程逻辑器件的出现,促进了步进电机控制技术的发展,使得步进电机驱动系统集成化设计的实现成为可能。本文根据设计要求进行了四相步进电机驱动系统的芯片选择和硬件电路设计,以FPGA为核心器件,集成了驱动和控制部分,大大简化了逻辑控制电路。设计过程采用模块化设计方法,用VHDL硬件描述语言对电路进行描述,采用Altera的QuartusII集成化工具进行了综合和布局布线,仿真,充分利用FPGA芯片的资源,优化程序,提高模块的工作频率,提高芯片的控制精度。文中对整个系统的架构及硬件电路和软件的实现都做了详细的介绍,最后通过仿真和实验分析验证了此控制方案的可行性。     

基于FPGA的数字温度计设计

为了采用FPGA技术开发出低成本的温度测量系统,通过分析数字温度传感器DS18B20的单总线通信协议,严格按照传感器的通信时序要求,使用有限状态机（FSM）设计出了DS18B20的单总线通信控制器（IP核）。并以此单总线控制器为核心在EP2C8Q208C8 FPGA开发板上开发出了完整的温度测量与显示系统,最终的测试结果表明,所设计的单总线控制器不但能够稳定驱动DS18B20进行温度参数的测量,而且在FPGA片上构建的测温系统硬件实现代价低至了410个逻辑单元、完成一次温度测量的用时也只有754.7 ms。     

基于FPGA的智能脱扣器设计

介绍了一种基于现场可编程门阵列的智能脱扣器,阐述了其硬件系统的原理和具体设计电路,并对软件设计要点进行了介绍.该脱扣器通过采集电流信号,完成断路器基本三段电流保护功能和可选的接地保护功能,同时,还具有包括测量、显示、记忆、预报警、自检、通信、ZSI和状态在线监测等附加功能.     

基于FPGA的温湿度测量系统设计

为了实现单总线数字温湿度传感器AM2301的高速并行驱动,文中通过分析温湿度传感器的单总线通信时序和数据校验算法,利用Verilog HDL硬件描述语言完成了温湿度传感器的专用驱动逻辑电路(IP核)设计,并且使用此IP核并行驱动4路单总线温湿度传感器组成了分布式温湿度测量系统,能够以字符或图形方式在液晶屏上直观显示最终的实时测量数据.文章中所设计温湿度测量系统不但方便扩展温湿度传感器的数量,而且也实现了温湿度监测范围的上下限设置、超限报警、数据存储、历史查询与对比分析等功能.     

FPGA在基带信号处理中的应用

本文以小型化和模块化设计为指导思想,设计了一种基于FPGA的基带信号处理系统。该系统的突出优点是体积小、可靠性高、可扩展性强。在保持系统功能和性能的前提下简化了传统基带信号处理系统,可广泛应用于扩频通信系统。