基于现场可编程门阵列的新型可编程逻辑控制器在线调试技术

针对基于现场可编程门阵列(FPGA)的新型可编程逻辑控制器(FPGA based PLC)的在线监控问题,提出了泛化的基于FPGA技术对嵌入式片上系统(SoC)进行在线监控的方法。该方法设计了一个FPGA片上通信系统,系统内部固化基于UART的ModBus通信协议栈,通过串口与计算机上位机进行通信;采用双口RAM(DRAM)作为与监控对象间共享的数据缓存区,通过中断机制实现缓存数据的同步交换。性能分析结果表明,该方法将SoC处理监控通信的时间百分比降低至0.002%,确保了监控数据传送的实时性,且使SoC能够获得更佳控制性能。在Altera的cycloneⅡ系列芯片开发板上验证了方案的可行性。     

基于FPGA的图像采集与VGA显示系统

针对传统的PCI图像采集卡的弊端,利用Altera公司的DE2开发平台,设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)的图像采集与VGA显示系统。该系统以嵌入了NiosⅡ软核的可编程逻辑芯片FPGA作为控制器,以图像传感器、数字存储器、视频D/A转换器、VGA显示接口等作为FPGA外设,利用可编程片上系统(SOPC)技术实现对FPGA及其外设的编程与控制,最终实现对实时图像的采集、处理与显示。设计结果表明,利用SOPC技术实现的电子系统具有设计方法灵活高效、可移植性强、易于实现高速数据采集、通用性好等优势。     

基于Nios Ⅱ的多用途扩频信号源组件设计

扩频信号源是扩频系统的重要组成设备,可以为扩频接收机提供各种形式的扩频信号(如直扩、跳频等).针对目前市场上的扩频信号源价格昂贵.采用专用的扩频芯片也存在扩展和升级性能较差的问题,提出采用Nios Ⅱ软核处理器来实现性价比高且能够灵活改变调制方式的扩频信号源,将Nios Ⅱ的自定义组件技术与扩频信号源的产生原理相结合,设计出了一种基于NiosⅡ的扩频信号源自定义组件.此组件拥有直扩和跳频两种可选的调制方式,并且具有各种可控制的参数.在应用时利用SOPC(可编程片上系统)技术,只需在Nios Ⅱ系统中加入此组件并在顶层软件中调用该组件驱动函数库的函数即可产生多种调制方式的扩频信号.     

FPGA在视频拼接中的应用与实现

针对大场景视频拼接技术在汽车环视系统等领域的应用需求,并为了适应嵌入式系统快速发展的要求,提出了基于FPGA片上可编程系统(system on a programmable chip,SOPC)技术来实现多个摄像头视频数据的传输和拼接的大视场视频解决方案.系统的硬件平台的构建以Xilinx软核处理器Microblaze为核心,主要完成了视频数据的采集、存储、处理以及传输等工作,图像拼接部分采用频域相位相关算法,对待拼接图像进行配准,并通过融合算法得到具有360°全景视频信息的大视场图像.通过实验对系统进行测试,验证了系统的可行性.     

基于FPGA的远程温湿度监测系统设计与实现

介绍了一种基于FPGA(Field Programmable Gate Array)的远程温湿度监测系统的设计过程,给出了以FPGA为核心构建的温湿度采集+逻辑控制器+数据处理+网络接口控制的系统硬件设计结构;利用Altera SOPC(system on programmable chip)技术,在FPGA内部构建Nios Ⅱ CPU,并内嵌实时内核μC/OS-Ⅱ实现对温湿度传感器SHT11、网络控制器DM9000A的任务调度和管理,从而完成对环境温湿度的远程实时监测;经过近3000小时的测试表明,系统检测精度高,占用资源少,灵敏度高,工作稳定可靠,满足功能需求。     

高速图像采集系统的研究及FPGA实现

针对图像采集速度慢和图像品质低等问题,设计并实现了一种基于NiosⅡ双核的高速图像采集系统。该系统利用现场可编程门阵列(FPGA)对图像传感器进行控制,并通过乒乓操作原理对图像进行采集。然后采用面积换速度的原则进行图像处理,在图像处理过程中采用 BP网络图像压缩的算法保存并传输给上位机。对采集数据进行仿真表明:与传统图像采集方法相比较,该系统的图像采集速度和图像采集质量都得到了极大的提高。     

基于SOPC的微型无人机飞行控制系统设计

针对无人机(UAV)飞控系统的发展要求,提出了一种基于可编程片上系统(SOPC)技术的设计方案,自顶向下地利用软硬件协同设计方法实现整个过程的设计.主控芯片采用Cyclone Ⅱ系列的EP2C8Q208C8N,进而设计系统的外围电路;借助NIOS Ⅱ软件写入程序实现对无人机的控制.与传统的无人机控制系统相比,该系统适应了集成度高、功耗低、体积小的发展要求.悬停试飞,机体晃动小,且在外界干扰时能自动调整姿态,保持稳定飞行,具有较快的响应速度.     

基于SOPC的固井水泥浆密度智能监测系统

该文在深入研究和分析了固井施工作业状况的基础上,针对以往施工过程中水泥浆密度监测的不足,设计了一种基于SOPC(可编程片上系统)的固井水泥浆密度智能监测系统。水泥浆密度利用放射性密度计不断地采集。该系统采用Cyclone Ⅱ系列低成本FPGA,并嵌入Nios Ⅱ软核作为核心处理器,可以完成密度测量、信息显示、数据存储等功能。由于采用了FPGA,从而简化了电路的设计,提高了系统的可靠性和稳定性,并且使系统具有较强的可扩展性,有利于系统的升级。     

基于蓝牙低能耗PSOC的心电图穿戴装置设计

当今心脏病发病率越来越高,为了更好地采集和研究心电信号,介绍了一种基于蓝牙低能耗(BLE)PSOC的心电图(ECG)穿戴装置的设计。该穿戴装置通过非接触式电势集成电路(EPIC)采集心电信号,经过模拟前端(AFE)信号调理电路,由智能蓝牙可编程片上系统(PSOC 4BLE)对信号做进一步处理,通过智能蓝牙(Smart Bluetooth)将心电图数据传输到智能移动终端的应用程序实时显示。     

基于SoPC的神经网络速度控制器的实现

一种基于 SoPC 的神经网络速度控制器的设计方案。速度控制器采用神经网络参数辨识自适应控制,以现场可编程门阵列(FPGA)为硬件平台,用 Nios Ⅱ软核处理器作为上位机,实现一个完整的速度控制器的片上可编程系统(SoPC)。实验结果表明,该控制系统能够满足现代速度控制系统高速度、高精度的要求。     

基于嵌入式SOPC的ABS控制器设计

SOPC作为一种特殊的嵌入式微处理器,它融合了SOC和FPGA各自的优点,并具备软硬件在系统可编程、可裁减、可扩充、可升级等功能。利用EDK工具在FPGA上设计了以NIOSII为处理器的嵌入式ABS控制器,说明了控制器的硬件和软件设计,并介绍SOPC嵌入式系统软硬件协同开发的设计方法和流程。     

FPGA的设计与开发

FPGA技术是近几年发展起来的新的电路实现技术,正广泛地应用于各种数字系统中。因此,了解FPGA的特点,掌握它的设计编程方法,熟悉使用开发系统和辅助设计工具是非常重要的。本文就这些方面的问题分别加以论述。     

基于Nios软核的运动控制卡研究与实现

介绍了一种基于Altera公司的Nios CPU构建的运动控制卡．以及硬件和软件的设计方法。本系统具有高集成度、低成本、结构灵活和开发周期短的特点．并且已成功应用于多轴数控机床控制系统中，应用效果达到了设计目标。     

PLC在电厂干除灰系统中的应用和分析

干除灰逐渐成为电厂除灰方式的主流。文章在详细阐述了干除灰系统工作原理及可编程逻辑控制器PLC的工作原理的基础上,设计了PLC控制系统。系统中,PLC可根据料位计传输过来的灰粉位置信号(高、正常、低)和仓泵上方的电接点压力表指示压力值信号,采取相应的处理措施。采用PLC的干除灰系统抗干扰能力强,操作方便,且大幅度提高了粉煤灰的综合利用率,产生了良好的社会效益和环境效益。     

渔用投饲机计重投喂系统设计

渔用投饲机采用定时的方法投喂,无法掌握定时区间内的投饲量。介绍一种投饲机的计重投喂系统,其特点是能快速对投饲机进行实时称重,计算投喂的饲料量,达到要求时投饲机停止工作。硬件上采用称重传感器并联的方式感知重量,采用可编程逻辑控制器（ PLC）执行控制。软件上使用GX Developer进行梯形图编程。最后对其进行测试,结果表明：系统计重效果良好、稳定可靠。计重投喂系统符合未来精准养殖生产的需要,具有广阔的市场前景。     

基于弹载存储系统的便携式读数盒设计及应用

当发射试验结束后,为了对飞行体数据存储器中的数据进行回收,提出了基于FPGA的便携式读数盒的电路设计及控制逻辑设计。在简要介绍数据存储系统的同时,详细阐述了读数盒在弹载存储器数据回收模式中的应用、读数盒的硬件设计以及FPGA的控制逻辑设计。实践证明,该设计实现了飞行体对硬回收存储器中数据的可靠读取和回收,满足工程实践要求。     

一种微型全帧面阵CCD及其驱动控制

介绍了应用于医用电子内窥镜成像系统中的一种微型全帧面阵CCD的特点、工作原理及其基于现场可编程门阵列(FPGA)的驱动控制     

基于PLC对生物质热解装置的现场控制

采用PLC和触摸屏PT组合的方案实现了对生物质热解装置的现场控制。控制程序由手动和自动控制两个部分组成,并且可以根据需要实现它们之间的无痕迹切换。自动控制程序主要由燃烧、冷凝和热解三个子系统组成,其中温度等模拟量的控制根据调试经验采取分段控制的方法。现场运行表明,本系统具有调节灵活、稳定性好、造价低等优点。     

基于FPGA的软硬件协同实时纸病图像处理系统

基于现场可编程门阵列(FPGA)硬件实现的纸病图像处理算法结构简单,不能满足复杂图像算法的需求,针对这一问题,提出了一种基于FPGA的软硬件协同实时纸病图像处理系统.采用FPGA芯片作为系统的核心,由CCD相机采集图像,通过DDR2SDRAM作为外部存储器来缓存图像数据,将SOPC作为控制核心,以此协调软硬件共同进行纸病图像处理,将易于硬件实现的图像处理模块用Verilog HDL语言编写,实现相应的图像处理功能;将硬件模块难以实现的功能交由SOPC中的CPU来实现.实验表明:系统实时性强,能满足纸病图像处理的速度要求,且可以进行复杂的图像算法运算,同时具有设计简单,成本低的特点.