基于故障注入的NOR Flash单粒子效应模拟方法研究

针对目前大容量NOR Flash存储器单粒子效应模拟缺乏具体操作方法的问题,本文提出NOR Flash单粒子翻转、单粒子功能中断、单粒子闭锁三种单粒子效应对应软件故障注入方法,设计适用于大容量器件的板级测试系统并进行功能验证,通过故障注入方法开展单粒子效应模拟实验。NOR Flash存储器单粒子效应测试系统包括FPGA控制逻辑、Flash检测板和上位机软件三部分。结果表明,单粒子翻转、单粒子闭锁和单粒子功能中断三种单粒子效应的软件故障注入方法均通过NOR Flash存储器单粒子效应测试系统得到验证。本文的研究可以为相关单粒子效应模拟提供参考,为分析存储器单粒子效应对电子系统的可靠性影响打下基础。     

单粒子翻转效应及加固技术的测试研究

针对高能粒子入射半导体材料引发的辐射效应,从实验平台的设计对地面辐射试验进行了研究。通过对单粒子翻转效应的分析,完成评估方式的制定。实验平台通过建立数据采集系统、数据分析系统,同时考察4种SRAM型的FPGA芯片在不同辐射源以及不同强度下对单粒子产生的影响。通过辐照试验,验证了试验方法、试验系统的有效性和可靠性,并掌握了试验数据的处理方法。实验结果表明,在高强度的辐照下,单粒子翻转效应显著增多,需要采取防护措施及时修正,对FPGA芯片的使用以及选型具有参考价值。     

民用飞机单粒子翻转问题研究

单粒子翻转(Single Event Upset,SEU)效应是机载复杂电子硬件设计所必须考虑的重要问题,对SEU效应进行了描述,分析了复杂电子设备经常用到的芯片类型(专用集成电路器件、反熔丝FPGA、SRAM型FPGA、Flash型FPGA)及其优缺点,总结了三模冗余、纠错码、擦洗、系统监控这四种常见的SEU减缓技术,对于国内民机机载复杂电子硬件的设计具有参考意义。     

基于SRAM型FPGA的容错性设计

随着SRAM型FPGA在航天领域中的不断应用,空间环境下单粒子翻转（single event upsets,SEU）问题不断涌现。为了加强航天电子产品在轨的可靠性与安全性,介绍了一种基于Xilinx公司Vertix-II系列FPGA的容错性设计,该设计深入研究了动态刷新（Scrubbing）原理,利用反熔丝型FPGA作为控制器实现了对SRAM型FPGA的配置数据进行ms级的周期刷新,并对2种FPGA加入了三模冗余（triple modular redundancy,TMR）及回读比较重加载方法,设计兼顾了系统重构、冗余处理和故障恢复,效果良好。实验结果表明刷新周期仅为131.2ms,远大于空间单粒子翻转率,能有效地抑制单粒子翻转效应的影响。     

SRAM型FPGA抗单粒子翻转技术研究

随着CMOS电路的高速发展以及SRAM型FPGA在航天领域的不断应用,空间辐照的影响,特别是单粒子效应对FPGA的影响尤为显著.为了提高FPGA在空间环境的可靠性,介绍了几种抗单粒子翻转方法,并对其进行了比较分析,实现了SRAM型FPGA抗单粒子翻转的系统设计,采用定时刷新的方法抑制翻转位累加,同时通过故障注入的方式对系统进行了实验测试,结果表明系统设计方法有效可行,既不中断FPGA正常工作,又可以及时纠正翻转位,为SRAM型FPGA在航天领域中应用提供可靠性保障.     

电力设备中FPGA单粒子效应研究

FPGA在电力设备中大规模应用后,其长时间运行的可靠性一直受到单粒子效应的影响。宇宙射线中的高能粒子穿过大气层后,会在FPGA芯片中造成单粒子翻转、单粒子锁存等故障。针对以上现象,分析了单粒子效应的形成机理及影响因素,计算了常用FPGA芯片的单粒子翻转故障概率。以需要长时间稳定运行的电力设备为对象,提出了芯片防护、系统防护、逻辑备份、数据校验、硬件检测等缓解方法。结果表明,这些措施可以有效减少FPGA中因单粒子效应而产生的故障。     

DC/DC单粒子效应的多通道高速测控系统实现

设计了一种多通道高速数据采集测控系统,用于监测DC/DC电源在单粒子试验中发生的单粒子效应。系统基于PXIe总线构建,采用程控仪器组网方式,数据总线传输速率最高达400 MB/s。对DC/DC器件在中科院近代物理研究所的加速器上进行了单粒子效应试验,并利用本测控系统进行单粒子效应检测,结果表明,系统可有效地检测DC/DC电源的单粒子效应。未来,系统可广泛应用于宇航用国产DC/DC电源的考核工作中,应用前景广阔。     

基于FPGA的IRIG-B(DC)解码编码器设计

针对机载测试系统以IRIG-B（DC）码作为整个系统的时间源,提出一种基于FPGA的解码编码器设计。该设计采用FPGA为主控制器,实现IRIG-B（DC）码的解码、秒脉冲生成、IRIG-B码编码等功能,当外部IRIG-B码输入中断时,可按系统时间产生IRIG-B码输出。主要阐述了IRIG-B（DC）码的格式,详细介绍了IRIG-B（DC）码解码编码器的软硬件设计,在实验室搭建测试环境对该设计进行了测试验证,结果表明该设计能够稳定可靠运行。     

基于DDS/FPGA的谐波信号发生器的研究与设计

针对电力系统的检测设备,设计了一种频率、相位、谐波比例可调的谐波信号发生器.简要介绍了DDS技术的工作原理和系统的设计指标,详细阐述了基于正弦波形对称性的ROM压缩算法.最后利用Altera公司FPGA芯片对系统进行了设计,并给出了系统的测试结果.测试结果表明,系统的功能、测试精度等满足了设计指标.     

基于USB2.0的通用FLASH存储器检测系统设计

本文针对SAMSUNG公司的NAND型Flash提出了一种通用的Flash检测系统的设计方案,此方案同时用于数据采集系统的数据读出.采用FPGA作为主控制器对FLASH进行操作,系统与主机之间采用USB2.0接口芯片CY7C68013实现通信.针对Flash中的无效块问题,本文提出一种Flash坏块的检测处理方案,这种方法也适用于大容量数据采集系统中.     

基于FPGA的飞行校验多模信号采集与处理设计

针对仪表着陆系统(ILS)、甚高频全向信标(VOR)等的飞行校验需求,设计了一种基于FPGA的多模信号采集与处理系统。选用普通导航接收机接收信号,以FPGA作为逻辑和时序控制核心。系统包含了模拟信号调理和A/D转换、无线电系统总线(RSB)接口、ARINC 429总线接口、USB总线接口等的相应软硬件设计,首次在国内提出RSB软硬件实现方案。根据ILS与VOR的信号特点,并且分析了FPGA有限字长的影响,设计了数字滤波器,实现了在FPGA上的校验信号处理。经过验证,设计能够为飞行校验平台提供有效的数据,并且具备较强的可移植性,符合要求。     

基于FPGA全自动浪涌保护器热稳仪设计

为提高浪涌保护器(SPD)热稳定测试的效率,采用现场可编程阵列(FP-GA),基于可编程片上系统(SOPC)技术,对SPD热稳仪进行设计与开发。设计了相关控制策略,实现了由变频电源、变压器等器件组成的硬件电路,给出了Nios II处理器的相关配置。利用VB语言开发的上位机系统软件,实现试验流程输入、升降压按钮操作及波形显示和参数计算等功能。应用FPGA作为下位机处理器,实现对热稳定测试流程的控制。样机验证结果表明,电流误差均在±3%,符合设计要求,可为热稳定测试提供按照流程自动变化的恒定交流电流,同时可监测SPD的电压、电流和温度,具有较高的精度和效率。     

基于FFT的伪码捕获技术研究与实现

介绍了快速傅里叶变换捕获技术的算法及原理,设计了一种FFT伪码快速捕获的硬件实现方案和测试方案,并详细分析了整个系统的结构。借助FPGA平台进行开发验证,利用MATLAB仿真软件和QuartusII内嵌的逻辑分析仪SignalTapⅡ进行仿真测试,系统仿真和实际测试结果表明该捕获电路能够正常工作,并已经应用于GNSS接收机的开发。     

基于LabVIEW的飞控计算机测试系统设计

飞控制计算机及控制分组件是各类飞行战术武器的核心部件,需要在系统组装前对其进行全面测试,本文介绍了一种基于LabVIEW软件的虚拟仪器测试平台的设计,该平台能够完成智能型实时多任务飞行控制计算机系统的自动化测试,通过LabVIEWFPGA模块和可重复配置I／O（RIO）硬件设备保证了的扩展和升级的空间,实践证明,测试系统人机界面友好,稳定性高,维护方便。     

基于RFID技术的无线信息传输系统的设计与研究

在射频识别技术基础上,以单片机和低功耗射频芯片为核心器件,设计了一种液晶显示的无线信息传输系统。侧重从硬件上对无线信息传输系统可靠性和低功耗特性进行了设计,通过MATLAB、Advanced Design System软件实验平台进行了仿真实验,并搭建了实物实验平台,实验结果表明设计实用、可靠。     

嵌入式管道超声导波检测系统设计

针对我国目前小型管道超声导波检测设备稀少的现状,提出了基于STM32和FPGA的超声导波管道检测系统的设计方法,进行了软、硬件的设计与开发.系统硬件部分采用模块化的设计,主要由超声导波发射模块与接收模块2部分组成.基于系统硬件环境,成功进行了μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统和μC/GUI图形用户界面的移植,编写了检测系统的应用程序.实验表明,系统能够正常运行,达到了系统设计的功能要求.     

基于单片机的电涌保护器现场检测装置的设计

针对电涌保护器（SPD）检测设备不便携带、无法现场检测的现状,提出一种基于单片机的便携式SPD现场检测装置的设计方案;分析了系统的工作原理,重点阐述直流高压电源、组合波发生器、直流和冲击信号测量电路;详细描述软件流程,以及实现SPD的直流参考电压、剩余电流和冲击特性的测量。测试结果表明,该现场检测装置测量精度高、稳定性好,能有效检测现场使用的SPD性能,确保低压系统和弱电系统的可靠运行。     

智能型环网柜联调测试系统设计

为了提高环网柜出厂检测的效率,根据环网柜的检测要求,设计了智能型环网柜联调测试系统。本文介绍了该测试系统的基本功能,阐述了系统硬件的整体设计思路和核心硬件的设计过程,并对软件架构进行简要说明。通过软硬件的有机结合,构成了可对环网柜的相间保护、零序保护、通信等功能进行智能化测试的测试系统,经过多次测试,故障率小,检测准确,使用效果良好。     

基于MEMS器件的飞行器导航控制系统研究与设计

微机电器件（MEMS）技术的发展为飞行器导航控制系统的设计提供了新的实现方法。基于新型微机电测量元件和大规模可编程逻辑阵列技术,设计了一种飞行器导航控制系统。详细介绍了系统硬件和接口设计,并实现了一种微机电陀螺仪的误差补偿算法,有效的修正了陀螺仪的零漂特性,提高_『系统测量精度。