基于PowerPC和FPGA的小型无人直升机飞行控制计算机系统设计

针对小型无人直升机体积小、负载轻和飞行控制计算量大、实时性要求高的特点,提出了一种基于PowerPC和FPGA主从处理器结构的飞行控制计算机系统设计方法,该设计主处理器采用MPC8280通用嵌入式双核处理器,从处理器采用XC3S400FPGA处理器;PowerPC多任务软件基于VxWorks实时操作系统,FPGA软件采用多进程结构;相比传统的飞行控制计算机系统,基于PowerPC和FPGA主从处理器结构的飞行控制计算机系统具有结构紧凑、功耗低、处理能力强、实时性好和资源利用率高的特点;采用基于Pow-erPC和FPGA的飞行控制计算机系统的小型无人直升机实现了自主飞行,验证了该飞行控制计算机系统设计的有效性和合理性。     

基于PowerPC处理器的机载多总线单板计算机设计

为满足面向综合化飞行器管理平台的分布式控制需求,设计一种基于PowerPC处理器的机载多总线单板计算机,其以PowerPC8245处理器为核心,外部总线接口包括ARINC659总线、HB6096总线、GJB289A总线等多种机载总线接口。各总线接口依据其带宽、完整性要求、协议复杂程度等来采用不同的智能化处理方法,实现了外部总线接口的自主处理,避免了慢速的外设占用处理器资源,既完成了接口数据处理,又释放了处理器的处理能力。计算和接口的解耦使得PowerPC8245处理器可以作为计算机系统的主处理器使用,经过使用验证,可满足要求。该单板计算机也适用于综合化飞行控制的分布式控制系统。     

人体外骨骼控制器硬件设计

为了适应外骨骼机器人的发展需求,设计了一款可以实现外骨骼控制的控制器,该控制器采用以PowerPC芯片为核心,FPGA芯片为辅的硬件设计,文中详细说明了各个模块的设计思想及外围接口电路的设计,由于PowerPC芯片较高的内部集成了多种功能,以及在平台中加入了以FPGA来集中控制各个接口,因此可以实现多个传感器接口信号采集和控制,并使用实时操作系统对各个传感器信号处理和控制。该控制器具有运算速度快,扩展方便,可靠性较高的特点。     

一种基于RapidIO接口的嵌入式系统

针对嵌入式系统的高速通信需求,提出一种基于RapidIO接口的嵌入式系统,该方案以Xilinx的FPGA以及PowerPC嵌入式CPU为平台,建立RapidIO IP核与嵌入式系统的硬件和软件接口,对其功能进行验证.给出硬件结构图及关键部分的设计思路.采用逻辑仿真与物理仿真证明了方案的有效性.     

基于FPGA的1553B总线控制器设计与实践

设计了一种基于FPGA的1553B总线控制系统,用于RS-422接口和1553B总线接口之间的数字量转换和传输.文中详细阐述了该系统的硬件电路,BC模式配置和FPGA控制逻辑的设计方法,来说明系统功能的实现过程.采用FPGA作为主控制器,对1553B接口芯片进行了配置,给出了程序设计流程和控制时序.测试结果表明,该系统完全满足实际工程需要,具有很高的可靠性,并且已成功运用于某工程应用项目中.     

基于CAN总线的A320飞行模拟机接口系统设计

为解决目前A320进口飞行模拟机接口系统速度慢、故障率高的问题,设计基于CAN总线的飞行模拟机接口系统有着重要的意义。阐述了空客A320飞行模拟机CAN总线接口系统的系统功能和设计方法,并对其硬件设计、软件设计和通信机制的设置进行了详细论述,最后对CAN总线接口系统进行了测试。测试结果表明,该CAN总线接口系统能够满足空客A320飞行模拟机的设计要求,运行速度更快,工作更稳定,获得了满意的结果。     

FPGA嵌入式系统的Linux设备驱动程序开发

基于FPGA嵌入式系统,在PowerPC架构的Linux2.6操作系统环境下,对通用输入输出接口(GPIO)控制器的驱动,采用平台设备机制进行中断控制管理.通过该管理机制,将GPIO设备本身的资源注册进内核,由内核统一管理.在参照Linux2.6内核源码有关平台设备驱动的基础上,编写和测试了GPIO设备的驱动程序.该驱...     

基于FPGA的小型化实时CMOS成像处理系统

针对成像处理系统的实时性和小型化的问题,设计了一种基于Cyclone IV系列FPGA的CMOS数据采集处理系统,实现了图像的实时采集、处理和双通道输出;通过体系结构上的优化实现了系统的小型化设计。介绍了系统总体框架、硬件体系结构、FPGA功能模块以及图像预处理算法等。最后对系统进行了功能性实验,在满足双通道实时显示的情况下,可以实现图像增强等实时处理,表明该系统具有一定的实用价值。     

基于双核PowerPC处理器的高性能计算模块设计

为了提高基于VPX的抗恶劣环境计算机的处理能力,提出了一种基于双核PowerPC处理器的计算模块的设计方法;该方法中包括了基于双核PowerPC处理器的计算模块的主要设计思路和实现过程;在该方法通过采用双核PowerPC处理器提高了计算机性能,采用仿真手段保证了模块高速接口电路设计的信号完整性,采用FPGA实现了模块高速接口的扩展,并使模块接口具备可配置的能力;该方法应经投入应用,在应用过程中取得了良好的效果。     

基于W5300的加载头姿态及位移测量系统设计

针对当今社会数据传输的网络化趋势,设计一种基于以太网接口的多线阵CCD加载头姿态测量系统.首先分析了测量加载头位移及姿态变化的原理,然后结合以太网接口芯片W5300主要特点,提出了这种芯片与FPGA的硬件接口设计,并对系统进行了实验验证.该系统使用FPGA为主控芯片,满足了在天平校准过程中精确检测加载头位置和姿态的设计需要.系统具有测量、维护便捷、结构简单、精度高特点,满足设计要求.     

基于DSP FPGA的弹载计算机设计

针对现代弹载计算机硬件系统的发展趋势,结合某型反坦克导弹的实际应用需求,采用以DSP作为处理器实现控制系统的核心算法,以FPGA实现外围接口扩展的方案,设计出了一套基于DSP+FPGA的微小型导弹载计算机;文章对该弹载飞控计算机的结构、硬件、软件等方面内容作了详细的介绍,并给出了软件流程图,介绍了软件各模块的详细功能;设计的基于DSP+FPGA的方案,充分利用了两种处理器的特长,实现了实时处理能力,并且具有小型化的特点,其总功率只有2.2 W,可满足导弹的需要。     

红外成像组件中小型化处理板的设计

在小型化红外成像组件中,处理板是核心。详细介绍了小型化处理板设计过程中的各项工作,包括:总体方案设计、主要器件选型、电源分配系统(PDS)设计、信号完整性和电源完整性设计方面的各项措施和LPDDR2与FPGA的接口信号之间的布线约束规则的制定,讨论了存储器接口带宽的计算方法以及Cyclone V FPGA的硬核存储器控制器对于存储器接口带宽的提高。     

基于SoPC的捷联系统硬件平台的设计

为了提高激光陀螺捷联系统的硬件平台集成度并减小其功耗,满足微小型导航系统的要求,在基于Xilinx的Virtex-4 FPGA芯片上,通过SoPC方法设计新一代硬件平台。该硬件平台使用FPGA内嵌的PowerPC405硬核处理器作为功能控制与运算中心,并在FPGA逻辑中设计功能全面的IP核来实现数据采集、数字滤波、串口通信和部分导航解算。从而在保证较高的运算速度和精度的同时,达到了预期的效果。     

基于PowerPC的FPGA远程配置设计实现

论文介绍一种基于PowerPC的低成本FPGA远程配置方法,通过网络把FPGA的配置文件存入到PowerPC的外置FLASH中,由PowerPC模拟时序远程配置.该方法充分利用了电子系统中已有的微处理器,可弥补传统现场配置方式的缺点,能有效提高电子系统的可维护性,是一种经济、有效、通用的方法.     

航空发动机高速振动智能检测监控系统设计与实现

设计了一种航空发动机高速振动智能检测监控系统,系统采用CPCI和模块化架构实现;针对航空发动机高速振动信号的特征,设计了基于DSP的信号采集与处理模块,实现同步采集多路振动信号并进行数据处理;利用FPGA和PowerPC设计信号智能检测与数据记录模块;通过多线程DSP软件实现振动数据的智能检测和监控;试验测试和验证结果表明,系统满足飞行安全实时检测监控工程应用的需求。     

基于FPGA的1553B通信模块的设计

提出一种将FPGA与PowerPC芯片结合,实现MIL-STD-1553B通信模块的技术方案。详细讨论了该系统的结构、1553B总线协议在FPGA上的实现以及系统的软件结构等关键技术。该系统方案与采用专用的协议芯片实现1553总线接口的方法相比,具有更灵活、成本更低、可移植性好等特点。     

基于PowerPC平台的FPGA驱动程序设计与实现

Ad hoc网络具有自组能力、良好的抗毁性、机动性、鲁棒性和易于构建,能很好满足在军事和应急通信等复杂环境中对无线通信系统的需求。基于PowerPC+FPGA的无线系统实现Ad hoc网络能很好的满足军事和应急通信对无线通信的要求。本文为无线系统设计并实现了一种FPGA驱动程序,包括定义设备私有数据结构、设备访问方法、模块注册与注销以及中断处理方法,同时介绍了设备树文件中FPGA子节点的设计。实验结果显示,FPGA驱动程序设计合理高效,实现了无线系统之间点对点的无线通信,多台无线系统实现了Ad hoc自组网,满足设计要求。     

基于FPGA的无人机SAR天线稳定平台控制系统设计

为了满足无人机SAR成像对天线波束指向平稳性的要求,设计了一种基于FPGA的天线稳定平台控制系统。FPGA接收姿态传感器和DGPS/INS组合系统输出的姿态信息,采用数字滤波、数字PID控制实现对SAR天线指向的平稳控制。该系统具有实时性好、集成度高、小型化、低成本、低功耗等特点。通过大量实验验证,实验结果表明该系统性能良好,满足设计要求。     

基于FPGA的智能网络接口设计

为了实现一种基于FPGA及片上系统(SOC)的智能以太网接口设计,在FPGA内集成了PowerPC440硬核处理器、以太网络接口控制器IP(TEMAC)、DDR2控制器、通用串行接口IP核及定时器等;该设计使用Verilog HDL硬件描述语言,在ISE12.4下的嵌入式集成开发环境XPS下进行IP核定制、系统的集成设计、综合、布局布线,在Model Sim下完成功能、时序仿真,在SDK环境下完成片上系统软件程序的开发;最后在XILINX的Virtex-5系列FPGA器件上实现了具有千兆以太网络接口的智能片上系统,智能网络接口具有可重配置、可扩展性、灵活性、兼容性、功耗低等优点。     

基于MPC8548的嵌入式设备的光通信接口设计与实现

提出了一种基于PowerPC的光通信接口设计方案,该方案以PowerPC微处理器为核心,通过其集成的三速以太网控制器,实现了1Gb/s的高速以太网协议接口逻辑;文中详细介绍了其硬件结构原理,并在此基础上详细阐述了其在嵌入式Linux操作系统平台上驱动程序的设计思想与具体实现;系统基于嵌入式Linux操作系统平台完成相关驱动软件的开发,实现了数据的高效率采集与高速光纤传输,具有低功耗、高带宽和高集成度等优点;测试结果表明,系统处于全效率运行状态,以太网接口传输速率可以达到1Gb/s左右,满足了系统设计的要求,具有广阔的应用前景.