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。     

基于Cameralink接口的红外图像增强器的硬件设计

文章主要进行基于Camera Link接口的红外图像增强器的硬件部分设计,系统采用FPGA+DSP的硬件处理架构,基于此完成硬件平台设计。并针对FPGA硬件部分进行相应的硬件逻辑设计,完成整体硬件平台系统的设计与搭建。     

基于FPGA的数据采集系统的设计与实现

基于FPGA和USB2.0的技术方案,设计了一种高速化和集成化的数据采集系统。该系统是以Altera公司的FPGA芯片EP2C5T144为主控芯片,以Cypress公司的EZ-USB FX2芯片为传输手段设计实现的。首先详细介绍了整体系统的框架结构和硬件接口电路,其次,在硬件平台完成的基础上采用Verilog HDL硬件描述语言设计完成了FPGA控制接口电路的代码,并设计完成了USB2.0的固件程序。最终通过软硬件系统联调完成了系统测试,该测试结果表明整个系统功能正确,能够完成一般情况下数据采集的任务需求。     

CAN总线检测系统的多接口设计研究

为了使得CAN总线网络通信更加便捷,提高CAN总线设备检测效率,基于ARM和FPGA设计了一种CAN总线检测系统。在设计硬件电路时采用了功能模块化方法,对ARM模块、FPGA模块和CAN总线接口电路分别进行具体的设计。在FPGA内部采用了自顶向下的方法进行逻辑设计。在设计中针对多接口集成问题,采用ARM微控制器设计了USB和以太网两种接口,且两个接口可独立工作并完成数据交互。完成设计后,进行了仿真验证和硬件调试,结果表明该检测系统可有效实现CAN总线数据的检测和相关测试。     

红外Cameralink相机合成信号源设计

光电跟踪设备与控制舱之间图像数据和控制信息的传输对光电设备正常工作是至关重要的。为了在实验室完成对光电跟踪设备的传输系统的模拟调试,设计了图像数据和附加信息的合成信号源。本设计基于CameraLink接口的相机,以Altera公司的FPGA为核心,配合CameraLink接口电路、附加信息的串口转换电路完成硬件设计;FPGA采用两个内部DPRAM配合工作,均使用不同读写时钟,通过控制读写使能和地址变换完成图像数据和附加信息的逻辑设计。结果显示系统在外同步信号控制下,正确完成信息合成,可由图像采集卡正确采集和显示。     

基于OpenBus系统的FPGA嵌入式设计与实现

随着FPGA技术的发展,FPGA设计已不再只是硬件电路的设计,而是包含处理器、外围组件和接口逻辑在内的完整数字系统,同时在处理器中编程完成嵌入式代码的FPGA"软"设计。与传统的主要基于硬件描述语言进行FPGA设计开发不同,本文在电路设计软件Altium Designer开发环境下,结合Xilinx公司的ISE设计软件,在AltiumDesigner的创新电子设计平台NanoBoard 3000上,设计实现了基于Altium Designer特有的系统级设计方法 OpenBus系统的32位处理器控制LED的FPGA嵌入式设计。     

基于无线USB技术的数据传输系统

基于USB控制器芯片CY7C68013A和无线射频芯片nRF2401,设计了一种无线USB接口的数据传输系统,并详细介绍无线USB接口的软硬件设计。与采用多芯片实现USB接口的系统相比,使用单芯片完成USB接口的设计,提高了系统的可靠性。下位机由FPGA作为主控芯片,使得硬件设计更加灵活,提高了硬件部分的可移植性。该系统具有USB接口所支持的可热插拔、即插即用的特点,并且实现了数据的无线传输,无需布置通信电缆。     

基于SEP3203微处理器的FPGA验证平台

为了最大程度上提高ASIC设计的仿真效果，以制作实物的方式对ASIC设计的FPGA验证方法进行了研究，提出了一种基于SEP3203微处理器的FPGA验证平台系统解决方案。在方案描述中，首先给出了验证平台的总体框架，然后逐一介绍了平台的CPU——SEP3203微处理器、核心板硬件设计、FPGA板硬件设计、系统总线设计和电源系统设计，最后给出了平台的实物图。为了达到验证后代码不做任何改动就可直接用于流片的目的，对SRAM接口与ABMAAHB接口进行了研究，提出了在FPGA的SRAM接口后面增加ABMA AHB与SRAM接口转换电路的方法。实验证明，本平台可以提高SOC外围设备功能仿真的效果，达到了平台的设计目的。     

嵌入式AES加密存储器的硬件实现

本设计主要介绍一种基于FPGA的AES硬件加密系统,实现电子数据的加密及存储。文中详细说明了AES加密算法的FPGA架构,AES核心算法的接口时序设计,AES加密存储器的硬件设计以及算法验证。硬件加密较之软件加密有实时性高、数据量大以及性能好的特点。FPGA开发周期短的特点与AES灵敏性好、实现效率高、安全性能高的优势相辅相成,为需要保密的电子数据提供更加可靠的保证。     

基于FPGA的VGA接口驱动技术

VGA(视频图形阵列)作为一种标准的显示接口得到广泛应用。依据VGA显示原理,利用Verilog硬件编程语言作为逻辑描述手段,设计了一种基于现场可编程器件FPGA的VGA接口控制器。主要是对于系统时序的控制,完成对整个显示器的扫描,利用FPGA的高频率时钟优点;在使用FPGA的嵌入式系统中能代替VGA的专用显示芯片,节约硬件成本,节省计算机处理时间,加快数据处理速度并具有显示面积大、色彩丰富、承载信息量大、接口简单等优点。最后利用ModelSim进行仿真运行,得出与资料相同的时序波形。     

水声收发实验系统设计与实现

根据科研需要完成了水声收发试验系统的设计与工程实现,它可实现主动、被动水声信号的产生、发射、接收、处理与显示等功能。其中,主动水声信号的波形及参数可任意设置,被动信号的产生包括实际采集数据和利用模型产生的数据,信号的显示包括时域和频域波形。该系统利用CVI（C for Virtual Instruments）技术完成了系统界面设计和控制,利用DAQ（数据采集）模块完成了A／D转换、D／A转换,将低噪声放大器件和FPGA（现场可编程门阵列）结合完成了低噪声放大和数字滤波,将有源功率放大器件和单片机结合完成了数控功率放大器设计。系统经调试满足设计要求,具有结构简单、性价比高、扩展性好等特点。     

基于嵌入式Linux内核驱动的电气控制系统

在物联网环境下进行电气控制系统优化设计,提高电气自动化控制的品质和稳健性.提出一种基于嵌入式Linux内核驱动的电气控制系统设计方法,实现了水声智能传感电机的电气控制.首先进行了物联网环境下的水声智能传感电机系统的电气控制算法设计,通过基线漂移抑制,得到水声智能传感电机的电气控制内环模型参量整定模型.系统的硬件设计包括A/D采样电路、信号滤波电路、时钟控制电路、程序加载电路、接口电路等.采用嵌入式Linux内核驱动实现程序加载,实现系统的软件优化设计.仿真结果表明,该控制系统具有较好的输出匹配性能,鲁棒性较好,控制品质较高.     

双口RAM在图像处理系统中的应用研究

基于图像处理系统实时性和大数据量冲突的问题,提出了在图像处理系统中使用双口RAM的方法。介绍了双口RAM的功能和特点,以IDT70V09芯片为例给出了图像处理系统中应用双口RAM的系统架构设计、硬件接口设计、系统软件设计以及FPGA和DSP对双口RAM操作软件的详细设计,并针对双口RAM的端口争用问题与解决方法进行了详细讨论,对系统的印制板设计和电路调试提出了建议。最后对图像处理系统进了功能测试,证明了采用双口RAM设计的系统的稳定性和可行性。     

基于FPGA的3道生理信号检测仪硬件电路设计

介绍了用于心电、心音、胸阻抗信号测量的3道生理信号检测仪的硬件电路设计,描述了3种信号的调理电路、串行A/D转换及FPGA电路,调理电路设计充分考虑了防止共模干扰和工频干扰,并提高了电路的共模抑制比。采用FPGA完成数字电路部分控制,连接键盘、彩色液晶屏作为人机交互设备。实测表明,系统工作稳定,性能良好。     

Mote-based underwater sensor networks: opportunities, challenges, and guidelines

Most underwater networks rely on expensive specialized hardware for acoustic communication and modulation. This has impeded wide scale deployments of underwater sensor networks and has forced researchers to use simulations to investigate these systems. To address these issues, this paper examines a system that integrates off-the-shelf acoustic hardware built-in to sensor modules with software modems for establishing underwater acoustic links. Because the hardware in our system is readily available, we have conducted several rounds of field experiments to evaluate it. Building on our recent field experiments in a river, canal, pond, and swimming pool, this paper outlines the technical and logistical challenges for deploying software-driven underwater sensor networks. The design choices include methods for signal modulation at the sender, and symbol synchronization, signal filtering, and signal demodulation at the receiver. We also discuss higher layer communication protocol issues, with a focus on cross-layer optimization, as well as practical solutions to logistical deployment challenges, such as waterproofing and casing, calibration, and fouling. The design guidelines in this paper lay the groundwork for further development of software-driven of underwater sensor networks.     

一种实时水下运动目标轨迹测试系统的设计

设计了一种基于DSP和单片机的水下目标运动轨迹测试系统,给出了系统的硬件和软件设计,通过接收被测水下目标产生的合作声信号,根据定位模型,解算出水下目标的方位参数,并在PC机上实时显示目标的运动轨迹。     

基于单片FPGA的可扩展DVI发送器

介绍了当前主流的DVI数字视频协议,特别分析了TMDS的链路结构、信号特性和编码算法.针对目前DVI设计中的不足,给出了一个符合DVI1.0规范的基于单片FPGA的可扩展视频发送器的实现方法,具备某些传统方案无法完成的特性.它充分利用FPGA领域的最新技术,给出了一种基于Xilinx SPARTAN-3A DDR I/O的输出并串转换技术实现方法,克服了FPGA的最高时钟频率限制,极大地提高了运算速度和减少了对系统硬件的需求.     

USB通信技术在自动测试系统中的应用

介绍一种基于USB通信技术的自动测试系统ATS（Automatic Test System）设计方案。采用EZ—USBFX2单片机的GPIF方式建立计算机与中控FPGA的高速数据传输通道．将不同类型的测试信号经FPGA数据处理后．由相应的调理接口电路传送至测试对象完成测试功能。详细阐述并分析USB工作原理及系统软硬件设计．并结合实践测试验证该方案的可行性和通用性,该设计具有很高的实用价值和应用前景。     

基于FPGA硬件加密的设计与实现

以FPGA芯片Cyclone II系列为核心,构建FPGA硬件平台,提出一种以资源优先为目的的DES、AES加解密设计方案。通过分析S盒的非线性特征,构造新的复合域变换,避免因同构变换产生的资源损耗。加解密过程中利用轮函数硬件结构的复用,达到硬件资源占用的最小化。整体采用内嵌流水线结构,减少逻辑复杂度的同时提高处理速度。实验结果验证了FPGA硬件加密的资源占用率远低于ASIC的硬件加密,执行速度达到Gbit/s,加密性能大大提高。