FPGA技术的应用与发展

基于现场可编程序大规模器件应用技术上的最新发展及应用领域的扩展，以及在这一基础上得到深入发展的EDA和SOPC技术，介绍了在电子设计领域中出现的值得关注的新技术和解决方案：基于MATLAB和FPGA的数字信号处理系统设计技术、基于软核嵌入式系统的设计技术；HardCopy设计技术，以及基于FPGA的高性能处理器的设计与应用。     

对片上系统智能表的探讨

目前,电能表大多采用MCU（MicroControllerUnit）作为核心,需要外挂众多的功能模块,存在安全性、稳定性等隐患,难以满足现阶段智能电网对电能表的需求。基于片上系统的智能电表,将众多功能模块集成到片上,提高了智能电表的性能,缩短了开发周期。通过对基于德州仪器推出的MSP430F677xIEPU智能电表的设计,阐述了基于片上系统的智能电表的优势和应用前景。     

在系统可编程模拟电路器件

介绍美国Lattice公司生产在系统可编程器件系列的最新产品－在系统可编程模拟电路器件ispPAC系列芯片的组成和性能特点。以ispPAC器件替代传统的运放、有源滤波器等传统器件，几乎不必外接电阻电容等元件，并且具有优良的电路性能。应用ispPAC器件能加快设计过程、降低产品制造成本、易于维护。研究ispPAC应用电路，设计并验证了ispPAC脉冲平衡调制电路，其性能良好。     

ZTY265天然气压缩机动态压力测试系统的研制

ZTY265天然气压缩机是以二冲程发动机作为动力源的二级活塞式压缩机，针对此压缩机，本文作者研制了ZTY265天然气压缩机动态压力测试系统。它采用笔记本电脑及高速数据采集器，并配以光电编码器及处理电路，使得测试系统采样分辨率高，可进行多路参数同时采样。本系统采用自制的软件，对上止点相位和误差进行了深入的研究，使测试系统具有较高的精度和抗干扰能力。所研制的测试系统要ZTY265天然气压缩机上进行了试验，得出了较精确的示功图和主要性能参数。     

FPGA在HDTV测试系统中的应用

高清晰度电视信道编解码功能样机中包含许多功能模块。本文介绍了ＨＤＴＶ系统各模块的测试工作原理以及利用现场可编程门阵列实现ＨＤＴＶ信道编解码测试系统的方法。     

APPLEⅡA/D数据采集系统在动态测试中的应用

本文将 APPLE ⅡA/D(MS-1212模入接口)数据采集系统用于振动系统的动态特性的测试及分析上,并相应的设计出联机系统的接口及相应软件.最后给出该测试系统的应用实例.     

石英摆片综合参数测试系统

利用光电位置敏感元件ＰＳＤ作为传感器，研制了石英摆片综合参数测试系统，本文对该系统的测试原理进行了详细的介绍．该系统可对石英摆片的摆幅、扭幅、摆频、扭频及挠性梁的刚度等实现自动测量．     

串口数据采集系统在动态测试中的应用

串口数据采集系统是利用串口通信技术实现数据采集的 ,阐述了该系统的特点、测试方案和实施步骤 ,详细说明了该系统在温度动态测试中的应用 .     

改进超混沌系统PN序列的SOPC实现

该文通过引入一个反馈控制,构造了一个新的Lorenz超混沌系统。通过对改进的Lorenz混沌系统进行分析,包括平衡点,对称性,散度,吸引子,Lyapunov指数和分岔图分析,说明了该系统存在着复杂而丰富的动力学特性。并将该系统通过SOPC的方法加以实现,利用NiosII IDE编程,产生了PN序列,实验结果与仿真结果完全相符。     

基于FPGA的RF无线通信技术的研究及实现

详细阐述了基于FPGA的RF无线通信技术的原理及硬件设计.从系统的角度提出RF无线通信的完整设计方案,给出了基于Cyclone II芯片的Nios II的RF无线通信模块框图.实验结果表明,采用ALTERA的Cyclone II芯片设计实现RF无线通信具有明显优势.     

基于混沌文件加密系统的设计与实现

在通信和云盘存储等应用领域中,电子文件加密是增强信息安全,防止网络盗窃的重要途径.本文提出一种新的加密方法及其加密系统的硬件实现,采用混沌反控制理论设计两个三维离散时间混沌系统,在两个混沌系统中各取一个状态变量相乘和取模后对文件进行加密,并对加密算法进行安全分析.为使加密文件保持原有的格式,加密系统只加密文件的数据部分,不加密格式部分,从而避免因格式破坏导致格式不兼容的问题.加密系统主要基于片上可编程芯片（SOPC）实现,其中加密算法由FPGA实现,以太网通信由ARM核实现.实验结果显示,电子文件能够正确加密和解密,加密文件仍然保持格式兼容,表明该方法具有良好的安全性能及技术可行性.     

基于单片机的周期信号波形识别与测量的方法及实现

提出了一种以测量周期性信号有效值为基本功能的数字式多用表的设计方案。该设计选用ＡＤＣ０８０９作为数据采集器件，以Ｉｎｔｅｌ８９Ｃ５１单片机为核心，以ＨＤ７２７９Ａ作为键盘／显示接口，不仅能够测量周期性的有产值值，还能测量信号的频率，基波分量以及总谐波分量，并能进行正弦波、方波、三角波等常见波形的识别 。     

传输透明的SoC总线低功耗环算法

为适应地址、读/写数据在不同传输方式下的特性，并保持SoC总线上IP可复用的特点，提出了传输透明的SoC总线低功耗环算法.描述了低功耗传输与总线编码的算法原理，以及在地址线、读/写数据线上的实现结构.在概率模型的基础上进行了分析,低功耗环有效地降低了SoC总线的信号翻转率.通过建立网络终端测试系统，在不同传输方式所占比例不同的情况下进行了测试,结果表明，低功耗环算法达到了降低功耗的目的.     

人体生理信号发生器的设计

针对校准和维护医疗检测设备时由于人体生理信号的复杂性和多变性带来的不便与误差,运用NiosⅡ嵌入式处理器的SOPC技术,设计了一个人体生理信号发生器.不仅可以输出心电、呼吸、脉搏等常见人体生理信号波形,还可以通过SD卡扩充信号波形数据.可以进行幅度和周期的调节,具有控制灵活、输出频率稳定、准确、波形质量好和后期升级拓展波形种类容易等优点.     

用于多处理器媒体SoC设计的实时总线调度优化策略

为了减少多处理器媒体系统芯片（SoC）总线任务调度过程中的处理器性能损失，从减少总线任务冲突的角度出发，提出了改变任务属性和调整任务优先级相结合的总线任务调度优化策略.在保证任务实时性的前提下，通过增加原有任务可执行时间，将原有任务划分为多个子任务，动态调整任务优先级，充分利用总线的空闲时间执行部分任务，减少了总线任务冲突，降低了处理器因等待数据源而引起的性能损失.将该方法应用于多处理器媒体系统芯片MediaSoC3221A的设计中，当进行运动图像专家组（MPEG）实时解码时处理器的性能损失从原来的4.7%减小到0.1%.     

FPGA在油气管道泄漏噪声监测系统中的应用

管道泄漏监测与控制技术已经成为管道安全运行的关键问题。目前人为破坏导致的管道泄漏已占相当的比例。管道在运行过程中有正常的运行噪声和环境因素产生的噪声 ,也有管道泄漏和在管道上从事破坏活动所产生的噪声。如何实现对不同噪声信号的精确采集 ,并将采集到的信息实时进行数据传输 ,是对管道泄漏点进行准确定位 ,确保管道安全运行的关键问题。运用现场可编程门阵列 (FPGA)所具有的巨大的I/O带宽和高速的运算能力 ,实现了对噪声监测系统的设计。系统以FPGA为核心 ,将数据采集、数据存储处理及数据通信等功能模块 ,集成在一块FPGA内 ,大大提高了系统的集成度。实现了实际意义上的片上可编程系统 (SOPC)。经过测试证明了系统工作稳定可靠 ,达到了设计要求     

SoC设计中WISHBONE片上总线的设计与开发

讨论了 WISHBONE片上总线的主要实现技术及其在 So C可重用设计中的主要作用 ,以及 WISHBONE体系结构在 So C中的应用 ,并以 EPStar1嵌入式微处理器中WISHBONE的设计与实现为例 ,说明了采用 WISHBONE片上总线实现 So C可重用设计的方法。     

基于虚拟仪器技术的动态应变测量系统设计

介绍了应变测量的现状和虚拟仪器技术,并在 Visual C 6.0开发平台上,设计开发出基于虚拟仪器技术的动态应变测量系统.