高性能数字信号处理器的集成电路设计与优化

阐述高性能数字信号处理器(DSP)的集成电路设计与优化,分析现有的设计流程、核心设计和优化技术,以及前端和后端电路的设计与布局优化方法,以提高DSP的性能和效率,降低功耗和成本。

“银河飞腾”高性能数字信号处理器研究进展

YHFT-DSP/700是2004年研制成功的“银河飞腾”系列超长指令字结构高性能浮点DSP,其主频达238MHz,峰值性能为每秒14亿次浮点运算和19亿条指令·介绍了YHFT-DSP/700的体系结构、设计方法和编译器等关键技术;介绍了同时多线程YHFT-DSP/SMT的体系结构,它可以将DSP的性能提高40%;分析了国际主流高性能DSP的体系结构和发展趋势·

基于数字信号处理器控制的新型全桥移相式零电压零电流开关PWM DC-DC变换器

针对传统的全桥移相式零电压零电流开关(ZVZCS)PWM DC-DC变换器在实现滞后桥臂开关管零电流开关(ZCS)的过程中,存在着辅助谐振电路附加损耗较大、软开关实现方式复杂以及功率开关管电压和电流应力高等缺点,提出了一种通过辅助无源钳位网络来实现软开关的新型全桥ZVZCS PWM DC-DC变换器。分析了变换器的软开关实现原理,并采用TMS320F240 DSP作为控制芯片,设计了变换器数字控制系统。通过一台0.8kW,60kHz的样机验证了这种基于数字控制的软开关变换器相关理论的正确性。

基于数字信号处理器的有源电力滤波器控制方案综述

有源电力滤波器(ActivePowerFilter,APF)是补偿电力系统谐波及无功功率的重要装置,其控制的实时性和准确性是实现有效补偿的一个关键。数字信号处理器(DigitalSignalProcessor,DSP)是一种实时计算速度快、精度高的控制器,能满足APF各种控制方案快速响应的要求,并可有效提高控制系统的实时性和准确性。文章介绍了基于DSP的空间矢量调制、滞环电流控制、单周控制、滑模控制、无差拍控制、重复控制、预测控制、模糊控制以及人工神经网络控制这几种APF控制方案的基本原理,指出了它们各自的优缺点。

采用数字信号处理器的永磁机构同步控制系统

断路器的同步(或相控)操作能有效削弱分合闸所产生的涌流、过电压等暂态冲击,是电器智能化的前沿课题。文中介绍了以数字信号处理器(DSP)TMS320LF2407A为核心的永磁机构同步控制系统的软硬件设计。该系统实时采集电参数并用有限冲激响应(FIR)数字滤波器检测参考信号零点,针对不同输入指令调用相应的控制算法,使永磁机构在预定相位完成同步投切。整个装置的设计均采用模块化思想,具有必要的抗干扰措施,并能与控制中心通信,便于现场调试与维护。试验结果表明样机运行稳定可靠,达到了预期的设计要求。

基于数字信号处理器的潜油电泵机组转速测量系统的设计

为了实现潜油电泵机组的转速测量,对振动检测系统和信号处理方法进行设计。振动检测系统的核心为数字信号处理器和三维加速度传感器。利用Chirp-Z变换可实现信号的任意窄带高分辨率分析的特点,对振动基频附近的窄带范围进行谱分析,从而精确地得到机组的转速。试验结果表明,测速系统的测量精度可以达到0.1%,完全满足测量要求。设计方法适用于很多测速场合,具有推广价值。

电磁脉冲对数字信号处理器的干扰及其防护

为寻找有效的电磁脉冲防护加固措施,首先对电磁脉冲模拟器的干扰路径进行分析,包括数字信号处理器(DSP)与放电回路的共地耦合干扰及共网电耦合干扰,并将结构优化设计、硬件屏蔽加固措施与设置软件陷阱、开启看门狗等抗干扰措施相结合,对数字信号处理器(DSP)内核工作电压、输入/输出(I/O)端口以及显示屏等进行了干扰测试。实验结果表明,采用硬件与软件相结合的防护加固技术后,DSP主板的内核工作电压及I/O端口的干扰脉冲幅值减小,且干扰持续时间由2μs减少到400 ns,干扰脉冲获得了有效抑制。

数字信号处理器在随钻声波测井仪中的应用

随钻声波测井仪器由于受到系统传输速率的限制,无法传输大批量的数据和控制命令,井下仪器基本无法由地面程序或者人工进行实时干预。介绍了以数字信号处理器(DSP)为核心的随钻声波测井仪器设计方法。它可以实现井下仪器的声波发射、接收通道控制、数据采集、存储等控制时序,并由DSP对采集到的多通道波形数据进行处理得到时差。采集到的大批量波形数据和实时处理结果由DSP存储到FLASH存储器中。初步测试结果表明,以DSP为核心的井下控制器能够较好地满足随钻声波测井仪器在控制和数据处理等方面的要求。

基于数字信号处理器的多轴运动控制器设计

根据开放式运动控制的要求,以数字信号处理器(DSP)为核心,使用大规模在系统可编程(ISP)技术进行逻辑控制,而位置反馈控制采用复杂编程逻辑器件(CPLD)来实现.应用面向对象技术开发控制系统软件,设计了多轴运动控制器,与传统运动控制器相比,它不仅克服了系统结构固定的缺陷,而且缩短了开发周期,提高了系统的集成度.ISP模块的最高频率可达到24MHz,CPLD的最高频率可达20MHz,因此大大提高了运动控制器的执行速度.

基于数字信号处理器的自适应励磁控制器

提出一种以数字信号处理器(DSP)为工作平台的自适应最优励磁控制器(AOEC)。AOEC充分利用了DSP强大的计算处理能力,可以对发电机控制过程进行实时辨识,并将辨识参数代入离散的Riccati方程实时求解最优反馈增益,以得到最优控制输出。理论上,该控制器能够保证被控对象始终保持最优性能。单机无穷大系统的动模实验表明,AOEC具有良好的控制性能,在暂态过程中能够为系统提供足够的阻尼。同时讨论了自适应算法实用化过程中对辨识算法的一些改进措施。

高性能数字信号处理器TMS320LF2407A及其应用

介绍了高性能数字信号处理器TMS320LF2407A的体系结构、功能特性、开发及典型应用,并介绍了对交流电机的实际控制。

基于数字信号处理器和小波包重构算法的配电网接地选线装置的研究

根据配电网单相接地故障中零序电流的特点,利用小波包对零序电流进行分解,在按能量最大原则选取的特征频带中通过比较重构后电流瞬时值的符号进行接地故障选线,仿真结果表明该方法既能实现相电压峰值附近的故障选线,也能实现相电压过零点附近的故障选线;并针对该方法构建了基于数字信号处理器(DSP)的配电网接地选线硬件平台,试验结果表明,该软硬件平台运算速度快、抗干扰能力强、运行稳定。

基于数字信号处理器的指数加减速算法仿真

通过对指数加减速原理分析,建立了离散时间域的软件加减速公式,并改进了算法,实际应用于自行开发的基于数字信号处理器(DSP)的多轴运动控制器。通过测量运动控制器输出电压以及与MATLAB的数值仿真结果比较,证明了改进的指数加减速算法公式在数控加工中具有实际意义。

数字信号处理器(DSP)结构设计及发展趋势

高速信息化的时代需要更高性能的数字信号处理器(DSP),以满足网络通信和3G移动通信等方面的要求。该文分析了早期DSP处理器的结构特点和当今最先进的体系结构,结合应用背景着重探讨了不同DSP体系结构和它们各自的优势和劣势,在研究了数字信号处理新应用领域的特点后,根据今后的半导体制造工艺和微处理器体系结构设计的发展,指出了DSP处理器在微结构设计方面的发展趋势。

基于数字信号处理器的短时电能质量扰动检测算法

通过比较几种短时电能质量扰动检测方法,指出了小波分析方法所具有的优势。利用多孔算法对小波变换进行C语言编程,并运用MicrosoftVisualC++6.0和Matlab仿真验证了算法和程序的正确性,为以数字信号处理器(DSP)芯片作为运算核心的检测装置的研制提供了可实现条件,还指出了利用DSP研制短时电能质量检测装置所应解决的其他问题。

基于数字信号处理器和LabView的焊接电源系统

介绍了基于数字信号处理器 ( DSP)控制的气体保护焊接电源 ,以及在此数字化焊接电源的基础上 ,采用实验室虚拟仪器工程平台 ( Lab View)技术建立的焊接电源系统研究平台 .通过数字信号处理控制和自调节以及柔性化的控制程序实现合适的电源外特性、网压补偿、焊接电压及电流的反馈、送丝机构等 ,大大增强了焊接电源的稳定性和可靠性 ;在基于虚拟仪器 Lab View技术建立的焊接电源系统研究平台上 ,对焊接过程中焊接电流和焊接电压信号进行采集 ,并加入时刻标定信号表示焊接过程的不同阶段 .焊接过程实时采集和显示各个信号波形 ,并对焊接电流和焊接电压统计分析运算 ,得到焊接过程主要参数的概率密度分布图 .实验表明 ,该系统工作稳定 ,满足研究工作需要 .

基于数字信号处理器的双丝高速焊数字化协同控制系统

为解决双丝高速焊两路脉冲同步、交替、随机三种输出形式的协同控制问题,采用数字信号处理器(Digital signal processor,DSP)建立了基于DSP的双丝高速焊数字化协同控制系统。利用DSP内部集成的脉宽调制(Pulse width modulation,PWM)模块,以软件方式实现了主、从机两台逆变电源PWM信号的直接数字化控制,从而实现主、从机的高频逆变和低频脉冲波形调制。利用单一DSP芯片实现了双丝高速焊同步、交替、随机三种脉冲相位输出形式。阐述数字化协同控制系统的软硬件设计。双丝高速焊试验结果表明,所设计的数字化协同控制系统满足设计要求,焊接过程稳定、焊接速度快、飞溅小、焊缝成型美观,能实现良好的双丝高速焊工艺。

软件无线电数字信号处理器体系结构研究

软件无线电因被认为是无线通信技术未来的发展趋势而受到广泛关注。目前数字信号处理器是软件无线电发展的瓶颈。通过分析、比较目前几种较为典型的软件无线电数字信号处理器结构,归纳总结各种结构各自设计出发点和优缺点,并对软件无线电数字信号处理器的发展趋势做了展望。

基于数字信号处理器的配电自动化终端装置

应用数字信号处理器 ( DSP)的特殊资源 ,采用 DMA方式实现主机与从机之间的双机通信 ,并利用 DMA功能实现主机下载 DSP程序。为了充分发挥 DSP的数据处理能力 ,采样系统通过CPLD构成了独立的采样控制逻辑。通过 FTU对采集量的计算和分析实现了单相短路和相间短路故障的判断以及故障定位、故障隔离及接地故障分析和检测等功能。经实际应用表明 ,应用方案及其实时算法是合理、可行的。

应用数字信号处理器的基波相位和频率校正检测方法

提出了一种基于数字信号处理器的基波相位和频率校正检测方法,可用于电力系统中电压或电流基波分量同步信号的获取。输入信号经模/数(A/D)转换后通过频率校正环节可得到与输入信号基波分量相同角频率的信号,该信号再经初相校正环节后就可得到与输入信号基波分量同频率同初相的相位信号,从而实现对输入信号中基波分量的跟踪。该方法在一个采样周期内分别计算输入信号中基波分量的频率和相位及它们与标准信号的误差,而不需要闭环反馈,显著提高了跟踪速度,由于频率校正环节和相位校正环节的结构相同,又简化了编程。仿真和实验结果表明该检测方法不受谐波影响,跟踪精度较高,暂态响应时间小于20ms。