数字锁相环位同步器及其FPGA设计

首先详细介绍了超前滞后型数字锁相环从位流数据中恢复出位时钟的原理,分析了其结构参数对于环路性能的影响并加以改进,最后在FPGA中利用VHDL语言实现。仿真结果表明,设计的方案对于受到干扰的基带数据可以稳定、快速锁定。     

全数字锁相环在可编程中频电源中的应用

本文提出了一种新的利用全数字锁相环实现中频电源的起动和跟踪方法。在文中详细的论述了全数字锁相环的构成,逐步分析了数字鉴相器,数字滤波器,数字震荡器的工作原理,并绘出了各个模块的工作时序图。通过线性近似,推导出全数字锁相环一阶和二阶系统的数学模型,对其进行了理论分析。仿真实验验证了这种全数字锁相环实现的可行性。最后提出了将全数字琐相环和失锁检测电路,扫描发生电路集成到FPGA中,这种全新的锁相环结构方式应用在整个中频控制系统中简化了结构,提高了控制系统的可靠性和集成度。     

嵌入式数字锁相环的设计与实现

介绍了应用VHDL技术设计嵌入式数字锁相环的方法，给出了系统仿真结果，并用可编程逻辑器件FPGA予以实现。该锁相环能够实现正交锁定或反相锁定，并具有控制灵活、锁定频率高和系统稳定性好等特点。     

全数字锁相环实现的自适应低通滤波电路

提出了一种新的基于全数字锁相环的自适应低通滤波系统的结构和实现方法。输入信号经整形后产生方波信号,方波信号经FPGA实现的全数字锁相环锁相同步倍频后,再将同步倍频信号输入到开关电容滤波器MAX295的时钟输入端,通过该时钟信号来控制滤波器的截止频率,从而实现滤波器频率的自动跟踪。介绍了系统设计原理,详细分析了FPGA实现全数字锁相环和锁相倍频的设计方法。通过实验验证了该系统的可行性和有效性,能够实现1 kHz至50 kHz的频率自跟踪倍频和滤波。     

基于全数字锁相环的步进电机控制系统

研究步进电机优化控制问题,步进电机控制系统存在着控制功能单一和控制精度不高的缺陷。针对上述问题,提出了一种用全数字锁相环的控制系统设计方案。锁相环能够在较大的频率范围内快速跟踪和锁定输入信号的频率和相位,应用脉冲分配控制器,可提高整个系统的同步性能,增强步进脉冲信号频率的稳定性。采用超高速集成电路硬件描述语言(VHDL)进行电路系统设计,利用计算机仿真技术对该系统进行了仿真验证,并给出了布局布线后时序仿真的结果。仿真结果表明,该系统具有控制灵活、响应速度快、稳定性能好等特点,改进的设计方案可实现对步进电机转速、转向和定位的一体化控制,能够显著提高系统的控制精度,并可应用于其它不同工作方式的步进电机控制系统设计。     

多FPGA设计的时钟同步

在多FPGA设计中,时钟信号的传输延时造成了FPGA间的大时钟偏差,进而制约系统性能。为减少时钟偏差,该文提出一种多数字延迟锁相环(DLL)电路。该电路将时钟的传输电路放入DLL的反馈环路。利用DLL的延迟锁定特性,对FPGA间的时钟传输延时进行补偿,减少FPGA间的时钟偏差,解决多FPGA的时钟同步问题。     

SDH设备时钟中的数字锁相环设计

提出了一种新的用于实现SDH设备时钟的数字锁相环,采用时数转换器来实现数字锁相环中的鉴相器;该时数转换器的时间测量精度达到200 ps,因而极大地改进了鉴相器的鉴相精度;改进后的数字锁相环具有很好的频率稳定度和相位特性,对时钟源有很好的跟踪能力,且能实现时钟源的平滑切换,完全满足了ITU-T G.813规范要求。     

基于FPGA的DPLL设计与仿真实现

本文分析了超前滞后型数字锁相环(LL-DPLL)的基本组成和工作原理,用VHDL语言对该系统进行了设计,给出了数字锁相环电路3个主要模块的设计方法及仿真结果,得到了该系统的顶层电路,最后根据整个系统的仿真结果分析了系统的稳态性能。整个系统的锁相环部分达到了锁定速度快、相位抖动小、锁定精度高的结果。     

一种可编程全数字锁相环的设计与实现

针对传统的全数字锁相环电路参数不可调、锁相速度慢及锁相范围窄的缺点,提出了一种可编程全数字锁相环。采用电子设计自动化技术完成了该系统设计,并对所设计的电路进行了计算机仿真与分析,最后,采用FPGA予以硬件电路的实现;系统仿真与硬件实验证明,该锁相环中数字滤波器和数控振荡器的参数可以自主设定,改变数字滤波器的参数可加快锁相速度,改变数控振荡器的参数可扩大锁相范围;该锁相环具有锁相速度快、锁相范围宽、电路结构简单、参数设计灵活和易于集成等优点,可适用于许多不同用途的领域。     

USB通信中数字锁相环的设计实现

介绍了在USB数据通信中，串行接口引擎数据采样功能模块的设计实现。说明了数字锁相环对12Mbit／s数据流进行采样的工作原理和相位偏移、频率偏移消除方法。还说明了该数字锁相环的效率和出错概率。     

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。     

基于SOPC及图形加速引擎的座舱显示系统

提出一种基于可编程片上系统和图形加速引擎的飞机座舱综合显示系统设计方案。为避免图形加速引擎直接对帧存储器进行零碎操作导致的存储器操作瓶颈,引入图形缓存机制。根据图形像素的存储特点提出“远区域优先”图形缓存页面淘汰算法。对汉字及自定义位图等操作采取软硬件结合的方式达到系统性能和资源利用的平衡,利用硬件锁保证帧存储器一致性。通过对模块进行波形仿真实现系统级仿真结果的可视化验证。     

一种FPGA配置文件压缩算法

基于现场可编程门阵列(FPGA)的可重构系统具有高性能和高灵活性,但随着FPGA规模的不断扩大,配置文件规模相应增加,导致可重构计算时间过长。该文提出一种FPGA配置文件压缩算法VLZW,降低了对片外存储器的容量要求,通过减少每次重构传送的配置数据缩短了系统重构时间。     

一种简易的UART IP核的设计与实现

文章主要介绍一种简易通用的UART IP核的设计。UART作为一种短距离、低成本通信的串行传输接口,随着嵌入式系统的迅速发展,已成为SoC(System on Chip)芯片中的一个重要部件,在数字通信中得到了广泛的应用。本设计在对UART的串行通信协议进行详细分析的基础上,采用Verilog HDL语言对ALTERA的Cyclone系列FPGA进行设计,用一片FPGA实现了UART的发送、接收和波特率发生等功能,并验证了结果。这种灵活的设计方法使整体设计紧凑、小巧,提高了系统的兼容性,节约了硬件成本,具有较强的推广价值。     

一种全数字锁相环的设计与应用

介绍一种采用FPGA设计实现的ADPLL的结构及特点,并用该锁相环产生SDH设备的外同步时钟。由于该锁相环的负反馈时钟采用了初始受控分频设计、并采用了合理的环路滤波算法,该ADPLL同传统的数字锁相环(DPLL)一样,在参考源切换过程中输出时钟平滑稳定;同时也和传统的模拟锁相环(APLL)一样,在锁定状态下有稳态相差。对输出时钟的测试表明,该ADPLL产生的SDH外同步输出时钟满足系统的应用要求。     

基于FPGA的压砖机PLC加密控制系统

为使压砖机制造企业的合法利益免受严重侵害,该文在分析原控制系统的基础上,提出基于FPGA的具有加密功能的PLC控制系统,在通信电缆和PLC之间引入了加密板,采用VHDL语言为平台,开发了以有限状态机为内核的底层系统。经工业现场应用,验证了该控制系统的稳定性、可靠性和安全性。     

利用FPGA提高超声乳成份检测仪检测精度

为了提高超声乳成份检测仪检测精度和系统性能,本文提出将现场可编程门阵列(FPGA)技术用于超声波信号的精确测量,主要研究了用FPGA技术产生准确的超声波驱动控制信号、渡越时间精确测量和抗干扰设计,经实验证明改进后仪器的检测精度和稳定性均得到较大改善。     

二维离散小波提升变换算法的并行结构设计

提出了一种二维离散小波提升变换（2DDWT）的2×2并行结构。该结构充分利用了2DDWT算法固有的行并行、列并行、行列并行的三种并行性,有效提高了算法执行速度,同时显著降低了硬件存储需求。处理N×N图像的时间为N2/4+N/2+1,系统存储需求为3N。FPGA实现结果证明了本设计的正确性和有效性。     

红外焦平面图像稳像处理的FPGA实现

红外末制导中,弹载传感器在飞行过程中的抖动给目标检测算法以及跟踪目标的系统控制误差信号带来了极为不利的影响,必须进行实时的稳像处理,才能使导引头信息处理机正常工作。本文对弹上导引头信息处理机中的实时稳像预处理做了详尽的分析,提出了一种实时高效的稳像算法,并选用了Xilinx公司的易于实现高速硬件算法的现场可编程门阵列（FPGA）4000系列加以实现。实验结果表明,稳像效果极佳,完全符合实时制导要求。     

嵌入式通用图形加速芯片的研究与设计

研究并设计实现了一种嵌入式通用图形加速芯片。该芯片将图形图像的显示功能完全用硬件逻辑电路实现,把嵌入式微处理器从繁重的图形图像显示处理任务中解放出来,不但提高了图形图像的处理速度,而且改善了系统响应速度和实时性。另外,芯片具有通用的数据、地址和控制总线,能与各种不同的嵌入式微处理器通信,并能作为微处理器寻址空间的一部分而被直接访问,因而具有很强的通用性。详细分析了该图形加速芯片的总体结构设计和各模块的功能,并在FPGA板上成功的实现图形图像的显示,达到了预定的设计目标。