基于片上可编程系统的可控震源扫描信号研究与设计

在可控震源地震勘探中,不同的地质条件需要设置不同的激发参数,如何选择合适的激发参数并实现相应的扫描信号是必须关注的问题。在分析可控震源的线性扫描的起止频率、扫描长度、扫描斜坡函数和长度参数及伪随机扫描的阶次与载波频率对扫描信号质量的影响后,通过片上可编程系统设计了VSG硬件IP核与信号发生器系统,依据分析的信号选择原则实现了对应扫描信号的产生,达到扫描信号的技术指标。

基于片上可编程系统的变频逆变电源设计与实现

利用Altera公司的CycloneⅢ系列现场可编程门阵列（field programmable gate array，FPGA），基于片上可编程系统（system on aprogrammable chip，soeo技术对变频逆变电源进行设计与开发。建立了系统数学模型，设计了相关控制策略，实现了硬件电路和系统软件的设计，并给出了NiosⅡ处理器的相关配置。采用Matlab／Simulink对系统进行了仿真分析，并搭建了实验平台，实现了逆变电源的输出电压频率在5～50Hz内连续可调，验证了本系统设计的有效性、可行性。利用高集成度的FPGA，采用SOPC技术实现系统设计，简化了控制系统结构，并可实现多种焉速算法，具有较高的性价比。

基于软件定义片上可编程系统的卷积神经网络加速器设计

针对图像识别领域卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)的计算需求,根据CNN的结构特点,设计出一种基于软件定义片上可编程系统(software defined system on chip,SDSoC)的加速器。首先通过修改CNN网络结构文件,选用修正线性单元(rectified linear unit,ReLU)作为激励函数,在虚拟机上训练出卷积神经网络的参数。最终完成一种占用硬件资源少,图像识别时间短和精度高的CNN硬件加速器。实验结果表明,与传统的CPU对比其识别精度提高至80%以上,消耗仅占其4.16%,识别时间从通用CPU的十几秒缩短至毫秒。资源消耗与识别时间都得到了很大程度的降低,为进一步加速提供了参考价值。

新的片上可编程系统(SOPC)解决方案Nios

本文介绍了Altera公司新近开发的SOPC(System On a Programmable Chip)解决方案——Nios,并结合实例Nios开发板的调试过程,讨论了Nios的应用,以及调试过程中所遇到的一些问题及其解决方法。

基于Nios嵌入式处理器的片上可编程系统设计

Nios嵌入式处理器是用户可配置的通用RISC嵌入式处理器,是一个非常灵活和强大的处理器。随着PLD(可编程逻辑器件)性能的不断提高,SOPC(可编程片上系统)的设计和实现非常方便,用户可以灵活地进行系统硬件和软件设计,还可以现场进行系统级修改。文中结合实例,给出了基于Nios嵌入式处理器的SOPC软、硬件设计与实现方法。

基于微课的《片上可编程系统》课程改革与探索

微课作为新型的教学模式,对于激发学生的自主学习热情,提高教学效率有很大帮助。文章采用微课方式对片上可编程系统课程进行了教学改革与探索。

基于嵌入式处理器NiosII的片上可编程系统设计

NiosII嵌入式处理器是用户可配置的通用RISC嵌入式处理器,是一个非常灵活和强大的处理器。本文结合实例,给出了基于NiosII嵌入式处理器的SOPC软、硬件设计方法。

基于片上可编程系统的永磁同步电机控制器的设计与实现

针对永磁同步电机损耗少、效率高等特点,设计了一种基于片上可编程系统的永磁同步电机控制器,以FPGA为载体,NiosⅡ为中央处理器,数据采集接口作为片上外围设备,并使用DSP Builder工具实现基于模型的空间矢量控制算法模块,组成完整的片上系统,实现电流、速度和位置的精确控制。工程实践结果表明,基于SoPC技术的永磁同步电机控制器能够达到高精度、快响应的稳定控制效果。

基于Nios II的片上可编程系统(SOPC)实现的直流电机的PWM调速系统

介绍了一种基于Nios II软核处理器的直流电机PWM调速系统,并以此说明了SOPC思想及其实现途径。该系统以一片PFGA为核心,结构紧凑,体现了SOPC系统集成度高、灵活性强、扩展性好的特点。并且能大大缩短产品的开发周期。

基于压电薄膜和片上可编程系统的可穿戴体征监测系统

随着社会经济的发展,人口与建筑密度日益增大,火灾发生的概率越来越大,扑救难度也越来越高。传统的消防防护服属功能服装只能实现防火,隔热和阻燃等基本功能。而消防战斗员的生命体征无法被消防指挥员及时获知,这对保障消防战斗员的生命安全,和消防现场的应急指挥非常重要。正是在这种形势下,可穿戴体征监测系统的研究才具有重要的实用意义。研究的可穿戴体征监测系统,是可装配于救援防护服本体上,基于压电薄膜技术和片上可编程系统技术搭建的,具有生命体征监测和告警功能的电子系统。装配了该系统的救援防护服,不仅能够实现传统防护服对救援队员的保护作用,还可以实时监测救援队员的生命体征,通过声光告警电路将现场信息反馈给救援队员,提高了消防救援和指挥效率。

基于FPGA的片上可编程系统的教学与研究

本文通过对8位微控制器(PicoBlaze)的原理和指令系统的介绍,指出片上可编程系统的教学应从PicoBlaze软核入手,以硬件描述语言的教学为主线,结合传统的MCS51单片机的教学,从而加快片上可编程系统的学习过程.

SOPC(片上可编程系统):灵活、高效的解决之道

SOPC(System on a programmable chip:片上可编程系统)是Altera公司提出来的一种灵活、高效的解决方案,它将处理器、存储器、I/O口、LVDS、CDR等系统设计需要的东西集成到一个PLD器件上,构建成一个可编程的片上系统,它所具有的灵活性、低成本可让系统设计者获益非浅。 11月1日,Altera公司在北京举行了半天的研讨会,主要讨论了SOPC蕴含的技术,并展示了实践中构建的基于SOPC的系统。借这次会议机会,我采访了Altera公司中国区总经理赵典锋先生。

全新片上可编程系统(SOPC)多参监护仪专用主控板简介

利用片上可编程系统(SOPC)技术研制的多参监护仪专用主控板,摆脱了IC芯片的束缚和限制,随心所欲地根据终端应用的需要,直接构建起芯片级应用系统,并通过硬软件结合的方式圆满完成各种特殊要求。本专用板可适用于建立临床监护/信息系统(CMS/CIS)。

片上可编程系统教学改革探索

在教学模式上,探索《片上可编程系统》课程传统纯理论化教学模式所存在的缺陷和不足,由纯理论向理论+实践应用转型,构建新的"片上可编程系统"课程教学模式与实践;在考核评价指标上,要求学生进行任务化分组学习,协作完成所有任务,从实际的教学环节来看,该教学模式理论与实践相辅相成,积极激发了学生学习的主观能动性。

基于片上可编程系统的智能电梯控制及物联网系统

提出了基于片上可编程系统（SOPC）的电梯控制及物联网系统设计方案，该方案在一片现场可编程门陈列（FPGA）上实现电梯主控、驱动以及网关数据传输的控制。同时针对电梯的智能化，提出了采用SOPC系统的智能电梯黑匣子设计方法。

用户现场可编程的ASIC技术的发展

本文对现场可编程技术的定义、分类、技术优势、技术发展的关键因素及各发展阶段器件特点进行了详细论述 ,总结了FPGA设计的关键流程和方法。

片上系统在动态测试领域的应用探讨

在实时动态测试领域中,测试系统微型化是一个重要的研究方向.片上系统技术的发展,为降低系统体积、功耗提供了有效的技术手段.本文利用该技术对微型测试系统进行了研究,对包括SoC(Systemon Ch ip)单片机、基于FPGA(F ie ld P rogramm ab le G ate A rray)的SoPC(System s on a P rogramm ab leCh ip),S IP(System-in-package),A S IC(A pp lication Spec ific In tegrated C ircu its)等片上系统技术在动态测试领域中的应用进行了探讨.设计了SoC单片机及SoPC在动态测试中的应用方案,并进行了试验测试.结果表明,片上技术能更好地完成动态测试.

基于SOPC的复合式生理信号检测系统设计

设计完成了一种多生物电信号采集能力并能完成生物电信号模式识别和辅助诊断的复合式生物电信号检测系统。系统通过具备双通道的低噪声高共模抑制比的前置采集放大电路,可实现心电信号和表面肌电信号两种体表生物电信号的检测。通过FPGA硬件化实现的小波分解模块和在NiosⅡ软核中实现的FFT和BP神经网络算法,可以完成对采集到的心电信号心率监测、QRS波群的检测和ST段形态识别反馈监护者的健康信息;并通过提取表面肌电信号活跃段数据和时频域参数为运动性肌肉疲劳评估提供参考。系统通过LCD屏、音频输出和SD卡存储能够完成对信号实时波形和监护参数显示、报警输出和长时间监护数据的存储。

漏泄电缆自动检测系统研究

为了解决传统漏泄电缆检测系统的应用局限性及低效性,设计了基于片上可编程系统的漏泄电缆自动检测系统。根据漏泄电缆检测的功能需求,该系统利用PSoC4实现运动控制与数据采集,通过双无线射频芯片完成磁区通信。然后,利用硬件对测距脉冲计数弥补软件的不足。最后,通过上位机软件实现漏泄电缆远程自动检测流程。实验数据表明,2.4 GHz通信频段下,通信速率达到2 Mbit/s,通信误码率小于2%,并且150 m内系统测距误差小于0.5%。满足漏泄电缆自动检测系统的低成本、高效及精度高等要求。

FPGA在油气管道泄漏噪声监测系统中的应用

管道泄漏监测与控制技术已经成为管道安全运行的关键问题。目前人为破坏导致的管道泄漏已占相当的比例。管道在运行过程中有正常的运行噪声和环境因素产生的噪声 ,也有管道泄漏和在管道上从事破坏活动所产生的噪声。如何实现对不同噪声信号的精确采集 ,并将采集到的信息实时进行数据传输 ,是对管道泄漏点进行准确定位 ,确保管道安全运行的关键问题。运用现场可编程门阵列 (FPGA)所具有的巨大的I/O带宽和高速的运算能力 ,实现了对噪声监测系统的设计。系统以FPGA为核心 ,将数据采集、数据存储处理及数据通信等功能模块 ,集成在一块FPGA内 ,大大提高了系统的集成度。实现了实际意义上的片上可编程系统 (SOPC)。经过测试证明了系统工作稳定可靠 。