基于FPGA的控制系统高效通信架构的设计与实现

为实现分布式系统高效数据传输和控制实时性要求,提出一种应用于集散控制系统的实时、高效通信架构(控制系统内部扩展总线),并且具体地给出总线接口的软硬件设计方法及总线协议的设计方法.通信架构主要由可编程逻辑阵列(FPGA)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)及ARM7嵌入式微处理器构成,在保证总线高速传输特性的基础上,实现了目标模块无冲击热插拔.在总线接口上,采用双通道和并行通信设计以提高系统的传输效率,采用通道间热冗余设计以提高总线传输的可靠性;在总线结构上,采用高效的二级缓冲和电气扩展以提高系统的可扩展性和柔性.该架构方案在控制系统原理样机上得到应用验证,结果表明具有良好的实时性和可靠性.     

微处理器设计中提高访存效率的一种方法

低效率的访存操作是限制微处理器性能提高的一个关键因素。本文提出了一种 Ｌｏａｄ／ Ｓｔｏｒｅ 缓冲模型，分析了这种模型协调微处理器和存储器之间速度差异的作用和提高访存效率的机理，讨论了适合于 Ｉ Ｃ设计的四种实现方案，并且在微处理器 Ｎ Ｒ Ｓ４０００ 的设计中得到应用，取得了良好的效果。     

微机并行口实现高精度数据采集的研究

以模数转换器ＭＡＸ１３５与便携式微机接口为例,介绍了微机通过并口与Ａ／Ｄ芯片进行接口人而实现高精度数据采集的方法。突破了传统微机数据采集系统中Ａ／Ｄ芯片必须直接与微处理器接口或直接与微总线接口的局限。     

微机并行口实现高精度数据采集的研究

以模数转换器 Ｍ Ａ Ｘ１３５ 与便携式微机接口为例,介绍了微机通过并口与 Ａ／ Ｄ 芯片进行接口从而实现高精度数据采集的方法,突破了传统微机数据采集系统中 Ａ／ Ｄ 芯片必须直接与微处理器接口或者直接与微机总线接口的局限．     

一种嵌入式MPU指令译码器设计

针对与Intel系列微处理器兼容的嵌入式微处理器单元（MPU），讨论其译码器的设计问题。通过分析比较两种可行的读入方案，择优选用了在状态机控制下的指令读入机制，并设计了具有8个状态的状态机来控制指令读入，实现了复杂指令简单化的目的。采用表格技术将译码器与微程序的设计分离。译码器位于MPU指令流水线的中部，其输出队列的长度影响MPU的性能，中近似采用M／M／1／K排队系统的分析方法，确定了输出队列长度。译码器MPU的其它部分联调完成后，使用具有实际意义的应用程序进行测试的结果表明，该译码器的设计是合理有效的。     

基于FPGA的波形发生器的设计与实现

以嵌入式微处理器软核NIOS Ⅱ为核心,将微处理器、总线、数字频率合成器（DDS）、存储器、I／O接口等硬件设备集中在一片FPGA上,创建一个SOPC系统。通过软件编程实现不同频率,不同相位的波形。SoC系统的构建是利用Altera的设计工具Quartus Ⅱ并结合Verilog-HDL语言,采用硬件编程的方法进行实现的。通过实验验证,本系统达到了预定的要求,并证明了采用软硬件结合,利用DDS技术实现函数波形发生器的方法是可行的。     

基于PCI总线的高速数据采集系统的研究

介绍了一种基于PCI总线的数据采集卡的设计思想和实现方案．本方案用两路低速A／D合成一路高速A／D，提高了工作的可靠性．应用CPLD技术实现PCI总线接口，并从状态机方面详细地介绍了PCI总线接口设计的时序控制．     

基于内存总线的高性能I/O接口设计

提出了将内存总线扩展为面向系统外部设备互连的局部总线的设计概念.为计算机系统增加了一个高性能的I/O接口总线,提高了主机与外部设备间数据传输的性能,增强了计算机作为事务处理主体的能力.通过对内存总线和内存控制器关键技术的分析,给出了基于SDRAM内存总线的内存目标接口(MTI)设计,在功能和逻辑上实现了内存总线和局部总线间的桥接,为基于内存总线的应用设计提供了一种功能完备的接口部件.     

基于Labwindows/CVI和PXI总线的信号分析仪的设计

介绍了一种基于Labwindows／CVI虚拟仪器开发平台和PXI总线技术的信号分析仪基本设计方法，简单介绍了利用Labwindows／CVI与MATLAB之间的接口，使用Labwindows／CVI与MATLAB混合编程实现信号的小波变换．     

ARINC 659容错数据总线测试验证系统研制

研制了具有自主知识产权的自带微处理器的ARINC 659总线接口芯片,开发了接口芯片内微处理器的帧描述语言编译器;设计开发了总线接口板、通信试验台等,构建了总线通信测试验证系统.按ARINC 659总线规范要求对各实现功能进行了软、硬件联合调试和测试,测试结果验证了接口芯片、通信测试验证系统功能的正确性和完整性.研究成果已用于某些航空安全关键系统,提高了系统的可靠性,降低了全寿命周期费用.     

固冲发动机双下侧二元进气道设计研究

结合整体式固体火箭冲压发动机的特点，探讨了双下侧二元进气道的设计方法。中对进气道的结构、型面设计方法和性能估算进行了较为详细地研究。通过编程实现了设计的程序化，并通过算例对一假想的固冲发动机进行了优化设计与计算。     

封闭声场数值模拟系统SOFIS原理及设计

结合统计学方法，对模拟声场脉冲响应的算法进行了改进，使之可用于模拟非矩形空间，有障碍物或吸声体的封闭声场。在此基础上利用VisualC 语言和OpenGL图形软件包，研制了一个用于预测声场特性的计算机仿真系统SOFIS，该系统能在同一台计算机上完成声场建模，数值计算和输出结果等工作。论对一个建筑模型进行了仿真，同理论分析比较后可以得出结论，本系统在计算精度，适用范围和计算效率方面都有所改善。     

空空导弹中制导系统蒙特卡罗仿真研究

基于蒙特卡罗仿真技术，研究了导弹中制导方案的可行性，分析输入参数误差，初始不对准误差，惯性器件误差，目标机动，计算延迟等因素对导引头截获目标的影响。仿真结果表明，采用比例导引律和低精度的捷联惯导系统可保证中制导段结束时导引头可靠截获目标。     

计算机管理某机载电源的监控系统研究

为设计适合新一代作战飞机的电源监控系统,以加强该型飞机机上供电系统的实时监控和综合管理能力,着重介绍了基于单片机构成的机载电源监控系统原理和提高该系统软件可靠性的措施,调试结果表明,PMS系统已达到基本设计要求,实现了在线故障检测、记录、报警,提高了供电系统的可测试性和抗干扰能力。     

XML与RDB的双向集成技术

在“制造业需要在Internet环境下实现信息化”和“发展具有自主版权的DBMS及其XML套件技术”的大背景下，对比XML与RDB的特点，提出了XML与RDB的三层双向集成技术。其内涵是通过静态转换、动态检索、同步修改等多个层次的数据处理，实现既能从XML到RDB、又能从RDB到XML的双向数据集成。在国内外尚处于某个层面单项技术的研究情况下，该技术从静态到动态、从动态到同步多个层面，实现XML与RDB的互通互访。     

一种密集波束域高分辨方位估计新方法

高分辨方位估计在声纳、雷达、通信等众多应用领域中占有十分重要的地位。提出了一种均匀线列阵的密集波束域MUSIC(DBMUSIC)法。该方法形成波束空间时，通过波束密集系数控制波束之间的密集程度，从而提高方位估计方法的多目标分辨能力。同时讨论了波束密集系数以及快拍数对DBMUSIC法分辨性能的影响。研究表明，与原波束域MUSIC(BMUSIC)法相比，在低信噪比的条件下，DBMUSIC法的高分辨估计性能得到明显改善，应用前景良好，而且快拍数越大，DBMUSIC法的多目标分辨能力越强。     

高频脉冲爆震火箭发动机的试验研究

文章采取了一些提高脉冲爆震火箭发动机工作频率的措施,并在脉冲爆震火箭发动机模型上进行了一系列试验研究。试验中对脉冲爆震火箭发动机模型的推力和沿程压力进行了测量,为了提高推力测量的准确性,该研究对推力测量系统进行原位校准。试验结果表明,该模型的工作频率能够达到40 Hz,校准后的推力测量结果接近理论推力。工作频率为35 Hz时,爆震压力峰值超过3.4MPa,该模型校准后的时均推力为43.9 N。工作频率为40 Hz时,爆震压力峰值3.2 MPa,该模型校准后的时均推力为50 N。     

四极质谱数据采集控制技术的设计及FPGA的实现

设计了一种四极质谱的数据采集与存储缓冲控制逻辑。该设计基于预读取和分时复用技术能实现同时存储读取,采用现场可编程门阵列(FPGA)控制SRAM存储器实现高速大容量的先进先出存储器(Frist in First out,FIFO),研制出结构简单的数据采集控制系统。该系统实现了1 M*16位FIFO缓冲存储和20 Mbps同时读写,并应用在四极杆质谱和四极离子阱质谱仪中,缩短了单次质谱分析的扫描时间。     

远程交会的可交会区和追踪窗口集设计

文章研究了在时间和燃料约束下实现空间两异面椭圆轨道间远程交会的可交会区、初始目标区和追踪窗口集的确定方法。首先定义了远程交会中可交会区、初始目标区和追踪窗口集的概念。基于双脉冲Lambert交会理论,提出了两异面椭圆轨道间远程交会的可交会区等区域的确定方法;设计了基于Newton-Raphson方法的全局迭代搜索算法,实现了对不同交会时间条件下满足总脉冲约束的以上区域的确定。通过算例仿真,分析了以上区域大小和分布与约束条件之间的关系。结果表明该方法可以快速准确地确定远程交会任务中的可交会区和追踪窗口集,可用于评估交会任务的可行性、执行时机以及交会时间和能耗等,为航天器任务选择和设计提供参考依据。     

客户／服务器模式应用软件测试方法研究

在分析客户／服务器（C／S）模式软件特征的基础上,从客户端和服务器两个方面进行了测试方法的探讨,构造出了测试策略规则,并将这些测试方法和规则应用于某一大型应用软件的测试,使测试用例数量减少到接近最低程度,测试时间和费用可降低50％以上。因此该方法对于C／S模式应用软件的测试是一个可行、高效的方法。