基于DSP与FPGA的双余度飞机交流一次配电控制器设计

为提高飞机配电系统的可靠性,设计了一种双余度飞机交流一次配电控制器。对以DSP为核心的处理器模块进行冗余设计,每个处理器设置相应的故障检测机制,由FPGA构成的仲裁切换模块根据故障检测结果进行余度切换与管理;采用外触发中断方式控制双机运行周期,实现双机同步。从而实现了双处理器容错控制,有效地提高了控制器的可靠性。     

基于DSP和CPLD的有源滤波器数据采集系统设计

针对电气化铁路谐波的要求及其特点,提出了一种基于TMS320F2812双DSP、CPLD以及ADS8556的数据采集系统。整个系统以霍尔传感器和A/D转换器组成前向采集电路,并由CPLD控制A/D转换,其中一个DSP作为主控制器,负责对电网电压/电流及负载侧电流采样、FFT运算以及通过CAN总线接口得到的补偿指令信号传送给单片机产生SPWM信号进行逆变驱动,并将处理得到的数据存储在双口RAM中。另一个DSP作为从控制器从双口RAM中得到数据,实现相应的继电器自动投/切开关及人机交互等功能。本设计被成功应用于电气化铁路智能有源滤波器中,实验表明大大增加了DSP数据采集能力与处理速度,采样精度得到很大的提高,达到了改善谐波补偿效果的目标。     

实时数据库系统双机热备机制设计与实现

双机热备计算机系统可实现高任务可靠性,广泛应用于电力系统.针对实时数据库系统提出了一种新颖的双机热备设计技术,基于系统及资源状态检测与监控、双机状态一致性同步、网络通信协议、主备切换机制、数据镜像服务等关键技术实现了模块设计.主控模块对主备服务器工作状态进行仲裁与检测,网络通信模块检测服务器故障,切换控制模块实时响应服务器故障进行切换,配置模块对双机信息进行设置,保证了系统高可靠性持续运行.     

基于DSP+FPGA的实时信号采集系统设计与实现

为了提高对实时信号采集的准确性和无偏性,提出一种基于DSP+FPGA的实时信号采集系统设计方案。系统采用4个换能器基阵并联组成信号采集阵列单元,对采集的原始信号通过模拟信号预处理机进行放大滤波处理,采用TMS32010DSP芯片作为信号处理器核心芯片实现实时信号采集和处理,包括信号频谱分析和目标信息模拟,由DSP控制D/A转换器进行数/模转换,通过FPGA实现数据存储,在PC机上实时显示采样数据和DSP处理结果;通过仿真实验进行性能测试,结果表明,该信号采集系统能有效实现实时信号采集和处理,抗干扰能力较强。     

基于△-∑技术和FPGA的数据采集系统

为了改善传统数据采集系统运算能力差、分辨率低、可靠性低等缺点,结合△-∑技术和FPGA,设计了一种多通道、高分辨率、宽动态范围的新型数据采集系统.提出了一种由△-∑A/D转换芯片、高性能FPGA和DSP组成的数据采集系统方案及其硬件电路实现方法.系统利用A/D器件对信号进行滤波、放大、差分转换和模数转换,利用FPGA设计内部模块和时钟信号进行电路控制及实现数据缓存、数据传递等功能,由高速DSP芯片核心控制,对采样数据进行实时处理.系统能实现24位高分辨率、宽动态范围的信号数据采集与高速实时处理,可用于电压、电流、温度等参量的采集系统中.     

基于FPGA的可变接收频带信号处理机设计

针对FPGA和DSP在水下信号检测领域的广泛应用,提出了一种基于FPGA的可变接收频带信号采处理机系统设计方案;系统以FPGA为主控制模块,通过时序控制,分别实现FIR滤波器对两通道A/D采样信号以及一通道数字串口信号的滤波,通过DSP与FPGA之间的通讯,实现了FIR滤波器系数和采样频率的动态加载,灵活的改变接收信号频带,以应对复杂的环境变化;最后经过系统硬件的调试与测试,结果表明系统实现了可变接收频带的相关功能,并具有稳定性、实时性、灵活性等优点。     

基于Δ-Σ技术和FPGA的数据采集系统

为了改善传统数据采集系统运算能力差、分辨率低、可靠性低等缺点,结合Δ-Σ技术和FPGA,设计了一种多通道、高分辨率、宽动态范围的新型数据采集系统。提出了一种由Δ-ΣA/D转换芯片、高性能FPGA和DSP组成的数据采集系统方案及其硬件电路实现方法。系统利用A/D器件对信号进行滤波、放大、差分转换和模数转换,利用FPGA设计内部模块和时钟信号进行电路控制及实现数据缓存、数据传递等功能,由高速DSP芯片核心控制,对采样数据进行实时处理。系统能实现24位高分辨率、宽动态范围的信号数据采集与高速实时处理,可用于电压、电流、温度等参量的采集系统中。     

基于FPGA的风电机组振动监测系统设计

通过监测传动系统的振动状态,能够有效诊断机组的运行故障。设计了一种以ARM为主控制器、FPGA为从控制器的风电机组振动监测系统。提出了系统的总体设计方案,介绍了振动信号预处理流程,重点阐述了FPGA模块的设计方法,详细介绍了数字倍频器的设计流程。该系统可接入不同类型传感器,根据传感器类型自动选择预处理电路,实现了8通道信号同步采样。FPGA主要用于实现振动信号滤波、A/D转换、数据存取、片选及逻辑控制等功能。利用FPGA的高速数据处理能力,实现了振动信号的全自动采集;通过转速的变化,实现了滤波中心频率与A/D转换速率的自适应。FPGA与ARM之间采用增强型直接内存存取(EDMA)方式进行数据传输,底层软件设计平台采用Linux操作系统,主要完成数据采集、与上位机通信等功能。该监控系统信号处理能力强、数据传输速度快,实现了风电机组振动状态的实时监测。     

基于FPGA的高速采样缓存系统的设计与实现

为了提高高速数据采集系统的实时性,提出一种基于FPGA+DSP的嵌入式通用硬件结构。在该结构中,利用FPGA设计一种新型的高速采样缓存器作为高速A/D和高性能DSP之间数据通道,实现高速数据流的分流和降速。高速采样缓存器采用QuartusⅡ9.0 软件提供的软核双时钟FIFO构成乒乓操作结构,在DSP的外部存储器接口(EMIFA)接口的控制下,完成高速A/D的数据流的写入和读出。测试结果表明：在读写时钟相差较大的情况下,高速采样缓存器可以节省读取A/D采样数据时间,为DSP提供充足的信号处理时间,提高了整个系统的实时性能。     

实时嵌入式容错系统的关键技术研究

简要回顾了容错技术的发展过程并分析了不同故障模型下系统的客错方式.对于瞬时故障、间歇性故障的容错可采用软件冗余方法,在实时嵌入式系统中采用软件容错时必须考虑任务的可调度性;而永久性故障则采用硬件冗余方法来解决.在此基础上,描述了一种实时双机嵌入式容错系统的模型,研究了构建容错系统需要解决的双机同步、故障检测及仲裁切换等关键问题和相应的解决方法.     

基于FPGA和EMIFA的SPI控制器系统设计

为了在现有C6000系列DSP芯片上扩展多路SPI外围设备,提出了一种基于FPGA和EMIF接口的多路SPI控制器系统方案。该方案采用C6000系列DSP上的EMIF接口与FPGA进行数据交互,扩展出多路SPI控制器。在FPGA上实现了接口模块、寄存器读写模块以及多路通用SPI模块。在ModelSim环境下对所设计的SPI控制器进行了仿真实验,仿真结果表明SPI控制器可以进行全双工通信。随之,在DSP-FPGA集成计算机上进行了实物测试,扩展的SPI控制器外接具有SPI接口的CAN控制器芯片MCP2515,通过扩展的SPI控制器控制MCP2515的数据收发,测试结果显示DSP可以通过MCP2515与其它CAN设备进行通信,扩展的SPI控制器工作正常。     

基于FPGA的双CPU容错控制器设计

基于冗余容错思想,设计基于现场可编程门阵列的双CPU容错控制器。该容错控制器在故障情况下可通过回溯重载进行故障判定和系统性能恢复,控制器控制律在传感器失效时能进行自我重构。仿真结果表明,该容错控制器通过冗余CPU的切换和控制律的重构实现了系统故障情况下的容错纠错功能。     

DSP/FPGA-based Controller Architecture for Flexible Joint Robot with Enhanced Impedance Performance

Some practical issues associated with enhancing the Cartesian impedance performance of flexible joint manipulator are investigated. A digital signal processing/field programmable gate array (DSP/FPGA) structure is proposed to realize the singular perturbation based impedance controller. To increase the bandwidth of torque control and minimize the joint torque ripple, boundary layer system and field-oriented control (FOC) are fully implemented in a FPGA of each joint. The kernel of the hardware system is a peripheral component interface (PCI)-based high speed floating-point DSP for the Cartesian level control, and FPGA for high speed (200 us cycle time) multipoint low-voltage differential signaling (M-LVDS) serial data bus communication between robot Cartesian level and joint level. Experimental results with a four-degree-of-freedom flexible-joint manipulator under constrained-motion task, demonstrate that the controller architecture can enhance the robot impedance performance effectively.     

基于DSP的高速音频采集系统的硬件设计与实现

本文介绍了一种基于TI公司的DSP芯片TMs320VC5402的高速音频采集系统,该系统能对音频信号进行在线实时采集、存储及回放,并能通过USB外围接口器件实现与上位机的通讯。主要介绍了音频采集系统的总体方案和硬件实现,包括DSP模块、A／D和D／A模块、扩展存储器模块、CPLD控制模块、电源模块以及USB接口通讯模块等。该系统具有强大的数据采集处理能力并配有灵活的接口电路,可以作为研究音频信号采集与处理的通用平台。     

双机热备容错逻辑控制电路设计与仿真

针对传统数字电路系统冗余设计复杂、切换时间长、实现电路体积大等问题,提出一种双机热备容错逻辑控制电路的设计方案.使用VHDL语言设计、一片CPLD芯片实现工作微处理器系统的故障检测与主、备微处理器系统的实时切换等时序控制功能.时序仿真结果表明,该电路判断故障成功率高,切换时间短,可以满足强实时性嵌入式系统的双机热备冗余设计.在高可靠性的微机保护系统等应用场合,该硬件冗余设计方案具有工程设计指导意义.     

基于DSP的飞机发电机控制器设计

介绍了一种基于DSP的新型的发电机控制器设计,采用了模拟调压和数字控制保护相结合的设计,它以TMS320F240型DSP为核心CPU,充分利用DSP丰富的内部外设模块,简化了系统硬件结构,较容易地实现了反延时保护,解决了传统控制器频繁保护等控制保护不可靠问题.相对于传统的控制器,电路结构更加简单、可靠,调试和维修也更加方便,在控制保护、故障隔离、故障诊断、通信等方面优势明显,适应全电飞机分布式控制的发展要求.     

TMR整体硬化技术及其在电控系统中的应用

在对TMR的容错运行机制予以分析讨论的基础上，针对一种DC电机控制系统进行了基于FPGA芯片的“整体硬化”研究和具体实现。该方式既从原理上摆脱了传统的程序控制概念，消除了“程序跑飞”的隐患，又在结构上减少了因部分硬件单元的故障而导致系统功能整体受损的可能。因此，整个系统在EMI测试环境下表现出了良好的抗干扰性能。     

FPGA+双 DSP结构的雷达信号采集处理系统设计

提出了一种基于PCI总线的采用FPGA 双DSP结构的雷达信号采集处理系统,FPGA芯片XCVIOOE负责控制采样并作为信号的预处理单元,双超级哈佛结构(SHARC)数字信号处理器ADSP21065L构成高速处理单元,PCI接口芯片PCI9054实现标准的32位PCI总线接口,构成了一个用于高频地波雷达信号采集处理的通用标准化硬件平台。该方案充分发挥了不同处理器件的优点,具有运算能力强、接口方便和编程灵活的特点。实验证明,系统能够满足高频地波雷达信号实时采集处理的要求。     

基于FPGA的图像融合处理系统方案设计

一种基于FPGA技术的图像处理系统,实现了图像数据的A/D采集、在SRAM以及SDRAM中的存取、在FPGA内部的DSP运算以及图像数据的D/A输出,具备图像融合处理功能。文章在阐述系统结构、总体方案和设计思想基础上,重点论述了系统各模块划分、芯片选型依据以及系统有关模块的接口设计。