基于时间细分技术的高精度自动定位控制方法研究

针对采用步进电机进行微步驱动时易出现"爬行"和步距角过大的现象,提出了一种基于时间细分技术的高精度自动定位控制方法,并研制了相应的控制系统.该方法通过在每个电机步距运动时间内对反馈元件进行高频采样,实现了对步距的细分和对运动的闭环控制.控制系统采用嵌入式微处理器和现场可编程逻辑阵列构建,并与采用步进电机直接驱动滚珠丝杆的机械载物台进行联机测试.测试结果表明,系统可以控制步进电机在不进行高倍细分的条件下的精确定位,具有较高的应用价值.     

一种采用VHDL的高精度测频仪

针对传统频率计测量精度不高、测量过程中精度易发生变化以及逼近式换挡速度慢等缺点,利用VHDL语言和复杂系统可编程逻辑器件CPLD,开发了一种等精度自适应测频系统.该系统采用VHDL语言编写程序,选用EDA开发软件QuartusⅡ作为开发平台,并具体给出了系统的软硬件设计流程.试验表明,该频率计测量速度快、测量精度高、测量误差小,较好地弥补了当前频率计的缺点.     

数控系统现场总线通信效率的改进

根据数控系统对现场总线通信的可靠性和效率需求,在分析传统通信机制的实时性和效率问题及其产生根源的基础上,提出一种基于硬件链路层重发机制的高效可靠通信机制,将其应用到数控系统中,消除了层间协议转换和操作系统的中断延迟等开销。实验结果表明,该机制具有较高的实时性和通信效率,能够满足高档数控系统的应用需求。     

快速高精度除法算法的FPGA实现

为在现场可编程门阵列(FPGA)中实现快速高精度除法,在传统的倒数除法的基础上,提出一种改进算法.对倒数求解采用泰勒级数展开结合优化搜索逼近,求出各个分区间内的拟合一次两项式,再通过一次牛顿迭代提高精度.时序仿真结果表明,以该算法构建的除法器易于在FPGA上实现,时延仅为6个时钟周期,能达到2(-34)的有效精度和86...     

基于FPGA和ARM的现场总线设备

根据现场总线的特点,提出一种基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)和高级精简指令集机器(ARM)的现场总线设备设计框架。FPGA负责完成协议栈链路下层逻辑和物理线路控制逻辑,该部分功能有严格的时延限制,ARM负责完成协议栈链路上层逻辑和网络层以上所有层逻辑,该部分功能有稍微宽松的时延限制。实验结果表明,该设计框架能够满足通信、互联和实时性要求。     

基于FPGA的高速数据采集系统设计与实现

设计一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的高速数据采集系统,将AT84AD001B高速A/D转换器与Stratix II系列的FPGA作为数据采集和处理主体,并在紧凑型外部设备互连系统平台上进行性能指标测试。结果表明,该系统可实现采样率为1 GS/s的双通道和采样率为2 GS/s的单通道交替并行数据采集性能,以及带宽达到200 MHz、放大倍数达到5倍的前端模拟信号调理性能,具有模块化、坚固性、可靠性和可扩展性等特点。     

基于SOPC的望远镜多策略控制器设计

基于NIOS II为核心的可编程片上系统(SOPC),设计可重构的SOPC硬件配置和控制软核,将简单文件传输协议服务器扩展为专门的传输写入服务器,完成远程在线导入多个SOPC硬件配置和控制软核,并制定硬软件远程切换流程,从而实现基于FPGA3C25的多策略控制器设计。在大型望远镜控制系统中的成功应用验证了该设计的可行性。     

FMM能效分析及其ASIC可行性评估

对快速多极方法(FMM)进行研究,分析其关键计算任务,并在CPU与DSP上进行验证,得出FMM在不同平台上性能和功耗的量化分析结果,给出基于FMM的多核DSP可重构ASIC结构模型。以可重构硬件FPGA为例,对该模型进行预测,结果证明其在涉及大规模浮点计算时具有一定的能效优势。     

LDLT分解协处理器的并行结构研究

为提高LDLT分解协处理器的性能,基于FPGA平台,研究其并行结构。分析循环片间的数据依赖关系,提出LDLT分解细粒度并行算法,并在可扩展一维阵列处理器中加以实现,利用主机、算法加速器组成单精度浮点LDLT分解协处理器的并行结构。实验结果表明,与运行在2.50 GHz Pentium微处理器上的C代码相比,该协处理器可获得32.03倍~43.25倍的性能提升。     

Profibus-DP数据显示从站设计

用于设备级控制系统与分散式I/O通信的Profibus-DP是市场占有率绝对领先的总线技术.设计了一种基于西门子的SPC3的Profibus-DP的数据显示智能从站,详细分析了从站的硬件及软件结构,研究并解决了RS485通信现场设备与Profibus-DP现场总线通信问题.测试实验采用基于PC加软PLC构成Profibus-DP 1类主站,数据显示单元做从站,通过在PC机上监控Profibus通信报文的方法,成功验证了此显示单元模块能和西门子的设备进行互连,符合Profibus-DP标准.