基于FPGA的雷达中/视频数据采集与回放系统设计

设计了一种基于FPGA的雷达中/视频数据采集与回放系统。系统以FPGA为数据采集和传输控制的芯片,通过USB 2.0接口实现与计算机的通信,并运用虚拟技术,采用Visual C＋＋语言设计系统的计算机实时显示界面。设计中运用硬件描述语言对FPGA进行编程,在完成对输入信号的采集和记录的同时,实现了对输入信号的防抖动、过零检测、等精度测频及电压最值、峰峰值和平均值的测量。该系统被封装于一个小型的屏蔽盒内,非常便于携带,可方便应用于外场雷达的数据采集。     

基于FPGA的高速光纤数据传输板卡设计

高速串行传输以其传输速率高、占用数字芯片逻辑资源少、硬件设计简单、抗干扰能力强等优点已经在数据采集、实时监控、卫星通信、军工产品等领域得到了广泛应用。文章以实际项目为背景设计出了基于FPGA的高速光纤数据传输板卡,该设计将为其他硬件工程师采用FPGA实现高速串行数据传输提供了很好的参考。     

基于光纤模式数据采集方案的阵列快拍成像雷达

阵列快拍成像雷达采用阵列天线雷达成像体制,通过高速微波开关切换和高速数据采集,可以同时实现对目标的空间分辨和时间分辨,即实现雷达快拍成像,该技术在飞行器平台的辅助导航、交通监测等领域具有广阔的应用前景。阵列快拍成像雷达的特点是能够快速成像,核心技术包括微波信号收发、高速数据采集与传输、实时成像处理及阵列天线高速微波开关切换。其中,高速数据采集与传输是实现快速成像是正确成像的关键,数据缺失会导致图像散焦。本文首先分析了阵列快拍成像雷达成像原理及信号采样对数据采集与传输系统的要求;继而提出了基于光纤传输模式的数据采集与传输系统方案,系统采用四路高速AD对雷达基带信号进行采样,在FPGA中进行复数运算,通过光纤通道传送到主控计算机,系统传输速率可以达到2.5Gbps;最后,通过阵列快拍成像实验验证了系统的性能。      

基于FPGA的多通道雷达数据回放系统设计

为解决雷达实时信号处理功能及性能有效验证问题,文中设计并实现了一种宽窄带一体化、多通道雷达数据回放系统。该系统按雷达工作的时序和数据率将雷达回波数据发送至实时信号处理系统,从而对目标跟踪场景进行复现,实现雷达实时信号处理功能及性能的有效验证。系统硬件平台由磁盘阵列服务器与两块PCIe光纤板组成。基于Xilinx系列产品,结合系统特点对PCIe DMA控制流程及响应机制做进一步调整,实现了服务器到光纤板的雷达回波数据高速批量传输。根据雷达工作机制及回波数据结构,设计FPGA回放控制状态机及相关功能模块,严格按照雷达工作的时序和数据率使雷达回波数据由光纤板传输至实时处理系统。分别设计软件同步控制方法和硬件同步控制方法,保证多板卡数据回放的同步性。测试结果表明,该系统实现了宽、窄带雷达回波数据的板间同步回放,各数据类型分别支持6路并行数据通道,数据回放峰值速率可达1 920 MB·s^-1。文中系统可依托雷达原有硬件平台实现,无需增设板卡和线缆,具有良好的集成性与通用性,目前已被应用于某多功能相控阵雷达中。     

光纤数据接收单元的设计和实现

完成了用于某数字阵雷达试验阵系统光纤数据接收单元的设计和开发工作。该单元作为雷达T/R组件和信号处理分系统之间的桥梁,通过光纤完成雷达回波数据的接收,同时可以实现雷达回波数据一个重复周期的乒乓存储和传输。除此之外,光纤数据接收单元实现了与雷达定时监控分系统的串口通信功能。给出了一种基于FPGA和光纤接收模块的实现方案,介绍了光纤数据接收单元的系统构成、硬件接口电路设计以及FPGA中各个控制模块的开发。     

基于FPGA的多接口高速PCI传输系统设计

针对宽带雷达数据采集系统和大容量存储系统等大型系统数据传输的要求,设计了一个基于FPGA的多接口高速PCI传输系统,包括千兆以太网、高速光纤接口及32bit PCI接口。设计了合理的测试环境,测试系统数据通道的数据完整性以及数据传输速率。结果表明,传输系统能够高速、无丢失地将数据传输到PC端。该传输系统接口通用、实现灵活、数据传输速率能够满足大部分高速数据传输的需求,具有很高的应用价值。     

基于FPGA的CPCI总线光纤传输系统

提出一种基于FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程逻辑器件)的CPCI总线光纤传输系统,并介绍了用Xilinx公司的FPGA内嵌的高速串行接口Rocket10取代传统使用串行解串器的方法完成光纤传输系统设计,实际设计实现了这种想法.着重介绍了CPCI总线的优越性和系统的硬件结构设计及FPGA实现方法等关键技术.     

光纤电压互感器信号采集与通信接口设计

以N17813R智能数据采集卡为核心,硬件上利用信号调理电路板、数据采集卡、计算机构建光纤电压互感器信号采集系统;软件上以LabVIEW作为编程工具,分别在FPGA和主机上设计FPGA VI和HOSTVI,在FPGA上对信号进行解调处理,在计算机上对采集数据进行实时显示与记录.为了满足数字化变电站网络化的需求,采集系统采用以太网接口输出,因此对以太网输出的硬件和软件设计进行了全面的论述,并在最后给出仿真结果.     

基于FPGA和DSP的高速数据采集系统的设计

数据采集与处理系统的设计是现代信号处理系统的基础,被广泛应用于雷达、通信、图像处理、遥感遥测等领域。在对WCDMA数字基带接收机的设计中,提出了一种基于FPGA和DSP的高速数据采集方案。该方案将A/D采样的数据送往FPGA,经过FPGA预处理后送到DSP,最终通过CPCI接口送到主控台。详细介绍了设计思想、具体的硬件连接以及FPGA设计的仿真结果。     

基于ARM和FPGA的电力光纤信号分析仪的设计

为了能更好地实现变电站的自动化和数字化以及完成变电站系统的实时监控、测试,更快捷、直观地获得设备的运行状态。介绍了一台基于ARM＋FPGA的电力光纤信号分析仪的设计与研究,从硬件方面提出了新的设计方案。这种光纤信号分析仪主要实现对数字化变电站中通过100 M BaseFX传输的各种格式报文的抓取、信息提取、报文解码、实时存储及波形显示等功能。     

四通道高速数据采集系统设计

为满足合成孔径雷达中对宽带I,Q基带信号数据采集存储的迫切需求,介绍了一种基于高速AD器件,以大容量FPGA为核心的高速数据采集系统设计方法。利用高速ADC器件实现对宽带I,Q信号采样,FPGA完成AD的参数配置、高速数据缓存及各种时序控制,实现了四通道500MSPS的高速数据同步采集与传输。测试结果显示：系统动态范围大,信噪比高。系统为标准6U插件,电路实现简单、使用灵活,已成功应用于多个雷达系统中完成各项实验。     

基于千兆以太网的机载雷达数据采集系统设计

针对高速机载雷达数据传输的实际需求,设计了一种基于千兆以太网的高速机载雷达数据采集系统。系统以现场可编程门阵列(FPGA)为控制中心,采用FPGA 内部的两片高速FIFO 实现对高速雷达数据无缝缓存与传输。同时,采用FPGA 内部的千兆以太网MAC 控制器将FIFO 中的数据读取及处理,最终,通过RJ-45 接口将数据上传到上位机。地面测试结果表明:系统能够对传输速率为360 Mb/ s 高速串行雷达数据进行采集,并上传到上位机,验证了基于千兆以太网的高速机载雷达数据采集系统设计的可靠性与稳定性。     

探地雷达中PCI总线高速数据采集卡的设计

高速数据采集是探地雷达系统的关键部分,利用PCI总线的高速传输特性,给出了一种设计方法.简要阐述了探地雷达中数据采集系统的硬件结构及其工作原理,重点分析了数据采集系统的核心--基于现场可编程门阵列(FPGA)器件控制逻辑的实现,并介绍了软件驱动的实现方法.实践表明,该采集系统能够达到探地雷达中高速数据传输和处理的实时性要求.     

基于FPGA的高速数据采集系统设计

针对实际中日益明显的单片机的较慢处理速度与越来越高速的数模转换器速率不能匹配的问题,本文分析了FPGA作为控制单元的特点,在此基础上设计了一个由FPGA控制的数据采集系统。提出了系统整体设计方案,自行设计了FPGA与A/D和MCU的硬件接口电路,并对如何应用FPGA实现数据采集系统的数据采集和数据缓存的逻辑控制,给出了详细的说明。对直流信号、交流信号进行了实际采集,实验数据证明,采用这种方法可以较好满足数据采集系统的实时性、同步性的要求,也增加了系统应用的灵活性。     

基于带通采样的高速数据采集系统设计

高速数据采集系统是现代雷达信号处理不可缺少的重要组成部分。文章以宽带侦察接收机信号处理为应用背景,论述了一种基于带通采样的高速数据采集系统的设计方案。该方案以Xilinx公司Virtex-5系列FPGA为平台,控制高速模数转换器ADC08D1000,完成数据采样、传输、存储、信号处理功能,并选取高速FIFO作为存储设备,解决数据率转换问题。该系统实现了软件、硬件设计,测试结果验证了方案的可行性。     

基于FPGA的水声信号采集与存储系统设计

为实现对水声信号的多通道同步采集并存储,提出了一种基于FPGA的多通道信号同步采集、高速大容量实时存储的系统设计方案,并完成系统的软硬件设计。该系统的硬件部分采用模块化设计,通过FPGA丰富的外围接口实现模块间的数据交互,软件部分采用VerilogHDL硬件描述语言进行编程,能够灵活的实现信号的采集及存储。实际应用表明,该设计具有功耗低,可高速实时存储,存储容量大,通用性强,易于扩展升级等特点。     

FPGA在机载雷达信号处理系统中的应用

介绍了一种基于大规模FPGA及高性能DSP芯片的机载雷达信号处理嵌入式系统的设计方案及设计实现。采用标准的VME总线及基于FPGA内嵌MGT的高速串行互连技术，具有实时性强、集成度高以及软硬件可编程易于系统扩展及重构的特点。     

基于EMIF接口的图像处理系统设计

设计一种以DSP为核心,FPGA协助数据采集、传输的图像处理平台。DSP运行复杂图像处理算法,通过EMIF接口和FPGA进行高速数据传输。FPGA对EMIF接口进行扩展,将图像传感器、SDRAM存储器、USB接口等统一到EMIF接口,提高系统的集成度和灵活性,实现DSP与FPGA、外设之间数据准确、高效、可靠的传输。实验表明,该系统满足实时性设计需求,易于扩展和升级,具备较强的通用性。