基于SOPC的可重构运动控制平台

用于现代运动控制领域的控制器,既需具备强大的计算能力来满足速度和精度的要求,还需具备可重构性能,以便更改或添加新功能.本文提出一种可重构运动控制平台的设计方法,本设计利用可编程片上系统(SOPC)技术,为提高计算能力,用浮点数字信号处理器(DSP)代替片上定点处理器.软件采用基于多线程的框架,比单线程的架构更具柔性.在SOPC Builder工具下对功能模块进行重新组合,可对现场可编程门阵列(FRGA)系统进行快速配置以适应新的功能需求.从算法和功能上来说,该平台具有较好的可重构性,通过对三轴铣床的控制,证明了该设计方法的可行性.     

基于SOPC的可重构运动控制平台（英文）

用于现代运动控制领域的控制器,既需具备强大的计算能力来满足速度和精度的要求,还需具备可重构性能,以便更改或添加新功能。本文提出一种可重构运动控制平台的设计方法,本设计利用可编程片上系统（SOPC）技术,为提高计算能力,用浮点数字信号处理器（DSP）代替片上定点处理器。软件采用基于多线程的框架,比单线程的架构更具柔性。在SOPC Builder工具下对功能模块进行重新组合,可对现场可编程门阵列（FPGA）系统进行快速配置以适应新的功能需求。从算法和功能上来说,该平台具有较好的可重构性,通过对三轴铣床的控制,证明了该设计方法的可行性。     

基于SOPC的多轴运动控制器设计

针对实时性高、需要并行处理和实现复杂控制算法的多轴运动控制任务,设计一种基于可编程片上系统（System On a Programmable Chip）技术的多轴运动控制器,系统结构采用PC与嵌入有NiosⅡ处理器软核的运动控制器,利川大规模FPGA（Field Programmable Gate Array）作为NiosⅡ软核的载体。实际调试证明整个系统在精度、速度、集成度和可靠性等方面达到预期效果。     

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SOPC的商品信息查询系统设计与实现

随着CPU性能的大幅提升,嵌入式系统的设计已经进入了更广泛的领域。在单一芯片上采用更合理的设计工艺、集成更多逻辑功能的SOC(片上系统)设计方式,已经成为了一个技术发展的趋势。其中SOPC(片上可编程系统)因为它的软件可编程的特性,更为许多嵌入式系统开发人员所青睐。本文介绍了一套基于ALTERA公司的NIOSII嵌入式CPU开发的GPRS商品信息查询系统。该系统根据SOPC的设计思想,采用ALTERA公司的NIOSII软核处理器、Telit公司的GSM模块、Atmel公司的射频基站芯片集成设计实现了GPRS无线数据通信、非接触式IC卡读写、商品信息查询显示等功能。论文从硬件设计与软件设计两个方面介绍了系统的开发流程。     

基于SOPC的射频模块控制器的设计

针对ISM射频模块UTC-903SE,提出一种基于嵌入式软核的设计方法,在FPGA片上系统中构建出UTC-903SE控制器IP核以及嵌入式处理器Nios II软核。通过FPGA控制无线射频模块,可以实现数据的无线收发,并具有实时性,为需要远距离采集数据的场合提供了方便快捷的方法。     

一种基于SOPC的语音-文本转换技术

为增加大型系统数据输入方式的多样化和灵活性,提出一种基于片上可编程系统(System On Programmable Chip,SOPC)的语音-文本转化方法。通过采用SOPC软硬协同设计实现基于线性预测编码(Linear Predictive Coding,LPC)算法的语音信号处理。与其他现有的实现方式比较,该方法可大大节约系统硬件资源,具有更优的处理性能,适用于大型系统用户数据输入源。     

基于SOPC的自演化硬件实现

提出了一种基于SOPC（片上可编程系统）的自演化硬件实现的设计方法,并以Virtex-ⅡPro开发板为硬件平台,内嵌的软核处理器Microblaze为控制核心.首先使用VHDL硬件描述语言设计虚拟可重构电路;然后将虚拟可重构电路定制成可进化IP核并通过OPB总线与软核处理器相连;最后在处理器上编写遗传算法程序对定制的可进化核进行进化操作,以一位加法器为例验证了自演化硬件的实现.结果表明,该方法不但可以大大简化染色体编码,便于进化操作,而且软件上操作灵活方便,硬件上又具有可定制性.     

基于实时以太网的开放式运动控制系统

为满足开放式数控系统的发展要求,开发了一种基于实时以太网Ethernet for Manufacture Automation Control (EtherMAC)开放式运动控制系统。EtherMAC主节点基于标准工业计算机,无需专用网卡和硬实时操作系统,从节点基于可编程逻辑门阵列(field programmable gate array, FPGA)硬件逻辑,不依赖专用芯片,从而在硬件结构上保证了系统的开放性。EtherMAC通过选取网络中第一个从节点管理网络的通讯周期和分布时钟,并利用以太网的巨大带宽将IPC强大运算能力和底层FPGA的硬实时特性高效地结合在一起,使系统主节点在软实时的操作系统支持下即可获得严格实时的通讯周期控制。实验结果表明,EtherMAC可以在Windows CE系统上获得小于1 ms的通讯周期,并且其同步精度可以保证在100 ns范围内,满足多轴运动控制系统的实时同步需求。     

基于dsPIC的全向足球机器人运动控制系统

介绍了基于dsPIC数字信号控制器的全向足球机器人运动控制系统的设计和实现.结合运动控制系统的体系结构框图说明了系统各部分之间的关系,硬件方面采用4片dsPIC对4个电动机进行模块化分级控制,并介绍了系统硬件电路的设计.软件方面给出了主控程序流程图,阐述了电动机转速测量算法、PID控制算法以及4个控制器间的通信.该运动控制系统已应用于中型组全向足球机器人比赛中,机器人响应迅速、运动灵活.实验证明该运动控制系统运行稳定、可靠.     

基于SOPC的门禁系统设计

采用SOPC技术手段在Altera公司的CycloneⅡ系列芯片EP2C5Q208中植入NiosⅡ嵌入式处理器,作为核心控制CPU,控制硬件TCP/IP协议栈W5100实现以太网接口.为防止尾随进入和仪器被盗,系统在已具有指纹识别的基础上引入重量识别的方法,构造智能化、网络化的门禁系统.     

基于PMAC的自主车运动控制系统研究

为了提高自主车运动控制的精度，满足自主车精确行走的需要，研制了一种以PMAC运动控制器为核心、基于视觉导航的自主车运动控制系统。在建立自主车运动控制系统的硬件结构的基础上，探讨了VC 环境下对PMAC进行二次开发的方法，并将模糊控制的算法引入自主车的路径跟踪，所研制的控制系统已成功地用于QDU—Ⅰ型自主车上。经QDU—Ⅰ型自主车路径跟踪实验表明：该控制系统精度高、灵活方便，可以满足自主车在各种环境中的行走需要。     

基于SOPC系统的电子钟设计

采用EDA软件QuartusⅡ中的SOPC Builder构建了一个SOPC系统.并以构建的系统为平台进行电子钟的设计.最后在Altera公司FPGA多媒体开发平台DE2上进行实现.     

基于SOPC的远程电能质量监测系统的设计

针对目前远程电能质量监测系统中的缺陷,本文重点引入SOPC（System On Programmable Chip）技术,将该系统下位机的各个功能模块集成在一片FPGA（Field Programmable Gates Array）上,再通过GPRS网络以实现对远程电能质量的监测,以此构建的系统具有性能稳定、实时性强、集成度高、可重构的特点。作者首先给出了NiosII软核及SOPC的技术特点,并结合给出的设计方案就其中的设计要点、难点进行了阐述。     

基于SOPC的电力参数测量系统设计

传统的电力参数测量系统大多是以微控制器,DSP为核心的软硬件系统,存在着处理能力不足、可扩展性差等缺点.文章以快速傅立叶变换(FFT)为理论依据,将SOPC技术应用到电力领域,在FPGA中嵌入了 32位NiosⅡCPU软核系统,可实现对电能信号的采集、处理、存储与显示等功能,实验结果表明处理精度符合预期,实现了实时系统...     

基于DSP芯片的机器人运动控制卡设计

针对KLD-400型机器人系统中实时性要求较高的运动控制部分，基于TMS320LF2407芯片的运动控制功能，设计了一种基于TMS320LF2407芯片的运动控制卡，采用C和汇编语言混合编程开发了控制卡的驱动程序．实验证明，与基于8253的多轴运动控制卡相比，该控制卡的性能满足运动控制的实时性要求．     

基于CPLD的运动控制系统硬件精插补的研究与实现

针对目前脉冲增量插补算法所得到的数控机床进给运动的精度和速度较低、而数字采样插补只适合于闭环控制系统的问题,提出一种采用高速数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)实现数据采样软件粗插补,使用大规模可编程逻辑器件(Complex Programmab1e Logic Device,CPLD)实现数据采样硬件精插补.通过对CPLD硬件插补器工作原理分析,设计了数字微分器(Digital Differential Analyzer,DDA)插补算法控制器、方式控制器、四倍频鉴向控制器等关键器件.通过波形仿真分析证明该方法可应用于步进电机开环数控系统和脉冲式全数字交流伺服系统,对于提高系统的性能指标具有一定的实用价值.