基于频谱分析的电机故障监测仪硬件研究及FPGA设计

提出了基于知识产权核(IPCore)的快速傅里叶变换(FFT)实现方案,以解决传统电动机故障诊断的非实时性问题。整个设计利用ALTERA公司提供的DSP Builder和QUARTUS Ⅱ 6.0开发软件,根据频谱分析的原理,采用先进的层次化设计思想,利用FFT处理器设计了一种适合在FPGA器件上实现的频谱分析的实用电路,使用一片FPGA芯片完成了整个频谱分析系统的电路设计。整体设计经过时序仿真和硬件仿真,运行速度达到50 MHz以上。结果表明该方法具有设计简单、快速、高效和实时性好等优点,具有一定的通用性和灵活性。     

基于FPGA的嵌入式SNMP代理设计与实现

随着网络设备的广泛应用，网络管理的需求日益增长，同时网络管理代理设计变得越来越重要。笔者基于先进的可编程器件FPGA，采用SoPC技术搭建SNMP代理系统结构，使用嵌入式操作系统μC／OS-Ⅱ实现代理的任务调度。将SNMP代理划分为mib、snrnpd算法、报文编解码和trap四个关键模块。考虑到工程实际操作系统应用环境，笔者实现了SNMPv2的代理，对于SNMPv3的实现方式，也提出了参考性建议。结果表明，配合SNMP管理站，设计能高效地实现对设备的网络管理。     

基于FPGA的飞机轮速测量系统设计

飞机机轮速度信号在飞机刹车过程中至关重要,随着航空业对速度采集标准要求的日益提高,对机轮速度信号的高精度,实时性,可靠性也提出了更高的要求。系统硬件以单片FPGA芯片为核心,采用状态机的思想来实现多路速度信号的采集。通过软件优化和反复验证,调试结果表明该系统运行可靠,满足设计。     

基于SoC FPGA的心电信号检测系统设计

设计实现了一种基于片上系统现场可编程门阵列( SoC FPGA)的心电信号( ECG)检测系统.系统通过具有高输入阻抗、高共模抑制比和低噪声的前置采集放大电路,实现心电信号的拾取和预处理.通过基于SoC FPGA的硬件平台和移植的嵌入式Linux开发环境的软硬协同设计方式,完成了心电信号的A/D转换、VGA显示、Micro SD卡数据存储和心电信号算法处理,能够对心电信号进行小波分析和QRS波检测,实现了对心电信号的采集、显示、存储和处理.     

基于FPGA的多软核图像处理系统设计

介绍以图像处理为应用背景、基于FPGA芯片建立的多软核系统设计。系统中包含两个Nios II软核处理器和两个用于进行图像颜色空间转换的CSC MegaCore IP核。两个NiosII软核处理器共享程序存储器、数据存储器及启动存储器。在硬件设计方面,CSC MegaCore IP作为外围组件通过一个自定义的接口控制器连接到以Nios II软核处理器为核心的SoPC系统中。在软件设计方面,运行在每个Nios II软核处理器上的程序通过硬件Mutex核协调对共享数据存储器的访问。     

基于FPGA的交通信息采集系统的设计与应用

针对传统基于MCU(Micro Controller Unit)的信息采集系统性能和功耗上的弊端,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的交通信息采集系统的SOPC(System On a Programmable Chip)设计方案。该系统在硬件设计上内嵌了Nios Ⅱ软核处理器,在软件设计中引入了MicroC/OS-Ⅱ实时操作系统,它作为新一代交通信号智能控制机的数据采集前端,实时高效且健壮稳定,已在北京市试点运行取得成功。     

利用CORDIC算法在FPGA中实现可参数化的FFT

针对在工业中越来越多的使用到的FFT,本文设计出了一种利用CORDIC算法在FPGA上实现快速FFT的方法。CORDIC实现复数乘法比普通的计算器有结构上的优势,并且采用了循环结构的CORDIC算法大大节约了硬件资源。在FFT的结构上采用了2个16点FFT的计算模块来实现蝶形计算。通过地址控制器和RAM的配合,可以完成8点至2048点的虚部实部均为16位的FFT计算。     

一种基于FPGA实现的FFT结构

本文讨论了一种可在FPGA上实现的FFT结构。该结构采用基于流水线结构和快速并行乘法器的蝶形处理器。乘法器采用改进的Booth算法,简化了部分积符号扩展,使用Wallace树结构和4-2压缩器对部分积归约。以8点复点FFT为实例设计相应的控制电路。使用VHDL语言完成设计,并综合到FPGA中。从综合的结果看该结构可在XC4025E-2上以52MHz的时钟高速运行。在此基础上易于扩展为大点数FFT运算结构。     

基于FPGA设计雷达目标检测信号处理器

利用现代最新发展的大规模集成电路技术和数字处理技术,设计基于现场可编程门阵列(FPGA)的雷达目标检测信号处理系统。对该信号处理系统的快速傅立叶变换、单元平均恒虚警(CFAR)检测用FPGA进行了专用集成电路设计。仿真试验证实该系统性能稳定、抗干扰能力强、体积小、便于调试。     

一种基于FPGA实现的FFT结构

本文讨论了一种可在FPGA上实现的FFT结构.该结构采用基于流水线结构和快速并行乘法器的蝶形处理器.乘法器采用改进的Booth算法,简化了部分积符号扩展,使用Wallace树结构和4-2压缩器对部分积归约.以8点复点FFT为实例设计相应的控制电路.使用VHDL语言完成设计,并综合到FPGA中.从综合的结果看该结构可在XC4025E-2上以52MHz的时钟高速运行.在此基础上易于扩展为大点数FFT运算结构.     

基于SOPC的运动控制器设计

设计了一种新型的基于SOPC（system on a programmable chip）的运动控制器,该运动控制器以PC机为上位机,采用数字控制方式实现三坐标的运动控制和相关I/O接口控制功能.运动控制器采用串口进行上、下位机的通讯,实现高速率运行,较好的实现运动控制器的实时控制.用以FPGA开发的运动控制器简化了平台硬件结构.系统具有开放、使用方便、性能可靠且本身结构紧凑等特点,可以灵活的实现定制应用.     

基于SOPC的数字视频监控系统设计

设计了基于片上可编程系统(SOPC)的嵌入式数字视频监控系统的实现方案.利用Altera公司最新的SOPC解决方案--基于FPGA内嵌Nios Ⅱ软核处理器,实现嵌入式数字视频监控系统.给出了系统功能分析和总体结构设计,采用软硬件结合的设计方法,实现了硬件平台构建和软件调试.较之传统方案,本设计提高了系统性能,降低软件和硬件实现周期,减少开发成本.     

基于SOPC的运动视觉处理系统设计

在数字视频采集与处理板级系统开发的基础上,本文提出了采用SoPC实现运动视觉处理与控制系统的设计方案.本系统硬件采用StratixⅡ系列FPGA,软件开发工具包括QuartusⅡ,NiosⅡ5.1 IDE,DSP Builder.MegaCore IP Library5.1和Matlab7.0等.可广泛应用于安防监控、视觉导航、智能交通等众多领域.还预留了标准I/O口用于日后的升级扩展.     

基于FPGA的主动电磁轴承控制系统设计

分析了主动电磁轴承的组成和控制系统的结构,提出一种基于FPGA的主动电磁轴承控制系统,然后对控制系统的各个模块进行分析和FPGA设计,最后对设计的系统进行了仿真,结果显示系统满足低功耗、高实时性的要求。     

基于SOPC技术的出租车计费系统的设计与实现

基于SOPC技术的可编程逻辑门阵列器件的应用已经渗透到生产和生活中的各个方面。系统采用Altera公司Cyclone系列的FPGA芯片,应用SOPC技术设计出一种出租车计费器。主要从系统的硬件设计和软件实现两个方面来阐述其设计过程。     

基于SOPC的飞行器控制系统的硬件设计

为了使无人机飞行控制系统具有强大的数据处理能力,较低的功耗,较强的灵活性和较小的体积,提出了一种基于可编程片上系统(SOPC)技术的无人机飞行控制系统硬件解决方案;利用硬件描述语言在FPGA芯片内部编写了CAN总线控制器,配合Altera自带的IP核以及外围硬件电路,设计了一种基于SOPC的飞控系统;和传统的无人机控制系统相比其具有更高度集成性,并且在具有很强的数据处理能力的同时拥有较小的体积和较低的功耗;多次飞行证明,各模块设计合理,整个系统运行稳定,可以用作下一代无人机高性能应用平台.     

基于FPGA的图像增强处理系统的设计与实现

FPGA（现场可编程门阵列）可以灵活地实现并行、实时处理图像数据。正是利用这一特点,提出了一种基于FPGA的SOPC（片上可编程系统）,该SOPC完成图像增强处理。本文阐述了图像对比度增强算法原理,提出了系统设计思路,并分析了该系统的结构及功能实现,说明了系统实现过程,最后,给出了测试结果,并和软件处理的结果进行了对比。证明该方案的正确性与应用的可行性。     

基于FPGA的可配置通信平台设计

本文设计了一种基于FPGA的、通用可配置的通信开发与测试平台。针对不同信道编码和调制方式的组合,通过采用实时软硬件重构技术,该平台可以在短期内完成相应通信系统的构建、验证和配置。本文还结合设计实例说明了所构建平台的特点。     

基于SOPC技术的航标监控系统设计

本文介绍了基于Altera公司SOPC技术的航标监控系统的软、硬件设计方法,结合当今成熟的GPS和GSM网络系统,对航标运行状态和位置信息进行实时控制和监测.该系统具有高可靠性、高实时性和维护方便性等优点,已在现场运行得到验证,达到系统工业级的品质保证.     

基于FPGA显示屏控制驱动系统设计

本文以具有代表性的SAMSUNG公司的TFT液晶显示模块LTA104S1为例,讨论如何在FPGA中构建TFT-LCD的显示驱动。本设计以Altera公司的DE2开发平台为基础,采用LTA104S1为扩展模块。利用QuartusⅡ和NIOSⅡ为工具,对TFT-LCD进行驱动。由DE2开发板产生RGB数据信号,行频信号,场频信号和时钟信号。通过DS90CF363专用芯片转化为差分信号进行传输。LTA140S1自带的内部解码芯片DS90CF364A解压为初始数据信号,从而实现对TFT-LCD的驱动。