一种适用于SHE规范的安全加密电路设计

为加强汽车系统信息安全的防御能力,设计了一种适用于安全硬件扩展(Secure Hardware Extensions,SHE)规范的安全加密电路。该电路设计了高级加密标准(Advanced Encryption Standard, AES)算法模块、SHE指令执行有限状态机以及指令和密钥的存储控制接口。仿真结果表明,该安全加密电路具有严格的访问权限,支持硬件密钥管理,保护密钥免受软件攻击,具有运算隔离保护措施,提高了系统的安全性和机密性。

一种基于汉明码纠错的高可靠存储系统设计

为提高片上存储的可靠性,设计了一种基于汉明码纠错的高可靠存储系统。该电路包括检错纠错(ECC)寄存器模块和ECC_CTRL模块。CPU可通过高级高性能总线(AHB)配置ECC寄存器以实现相应功能,SRAM和Flash的读写数据则通过ECC_CTRL模块进行校验码的生成和数据的检错纠错。仿真结果表明,该高可靠存储系统能够检测单bit和双bit错误,纠正单bit错误,提高数据存储的可靠性,同时可将发生错误的数据和地址锁存在寄存器中,以免用户访问发生错误的地址。

基于模糊聚类的蓝莓成熟分级无损检测应用研究

由于现有的水果成熟分级技术通用性不够,不能对蓝莓成熟进行有效分级。因此提出基于模糊聚类的蓝莓成熟分级方法。通过图像处理技术分别对蓝莓的面积、周长、圆形度和着色分布进行计算,最后确定蓝莓成熟隶属函数和分级标准。试验表明,基于模糊聚类的蓝莓成熟分级方法能够有效地、快速地对蓝莓进行分级,其准确率为90%。

面向图像语义分割的多类型卷积加速器设计

图像语义分割网络为了提升精度常采用结构复杂的卷积层作为基础的特征提取单元,这类卷积层存在的不同类型卷积增加了对网络并行加速计算的难度。针对语义分割网络不同类型的卷积的加速计算需求,提出一种基于FPGA的面向多类型卷积的并行计算加速器。首先对卷积的计算原理进行分析,然后根据不同卷积类型的基本运算原理构建多乘法并行计算的处理单元,并通过多处理单元并行、数据重用以及PIPELINE方法对卷积进行加速计算。实验结果表明,对于特定尺寸的特征图,使用所提的卷积加速器设计方法最多可以达到113倍的速度提升。

一种SoC低功耗模式设计与实现

为降低芯片功耗,提升性能,从系统级、结构级和RTL级3个层次提出了一种片上系统(System on Chip,SoC)芯片的低功耗设计方法,并在样片中得以验证。在系统级层面,根据SoC芯片的不同工作场合,在正常运行模式的基础之上,设计了睡眠、停止和待机3种低功耗模式。在结构级层面,将整个芯片划分为VDD、VDDA和VBAT3个电压域,以降低系统功耗。在RTL级,针对不同的模式切换,设计了时钟管理技术,实现了对不同模式下不同时钟的控制。仿真和实验结果证明了设计的合理性,实测数据表明,睡眠模式最多降低59.1%的功耗,停止和待机模式降低了3~4个数量级。

基于AHB总线的快速并行CRC算法设计与实现

循环冗余校验(CRC,Cyclic Redundancy Check)以其简单的算法、强大的检错能力和抗干扰能力,广泛应用于通信领域,以提高数据传输的可靠性。为满足高频率的数据传输要求,基于CRC基本原理,介绍了一种快速并行CRC算法,然后采用该算法基于高级高性能(AHB,Advanced High Performance Bus)总线,运用硬件描述语言Verilog HDL设计并实现了CRC计算模块。仿真结果表明,该算法能够在确保数据可靠性的同时提高CRC的计算速度。

基于HDL任务的SWD协议实现与仿真

MCU芯片一般都使用JTAG作为调试接口,但JTAG至少要占用4个引脚,而SWD(Serial wire debugger)只占用2个引脚,适合封装引脚数较少的芯片。由于SWD是串行的,数据按时钟边沿一位一位传输。按照传统的编程方法,在大量编程时会导致冗余与复杂,难以理解与应用。通过对SWD协议的深入研究,首先将协议中复位、密钥、空闲、写指令等基本操作编写为基本任务,然后通过调用一些基本任务来编写中型任务,最后通过调用中型任务以实现大型任务的编写。在CDS/incisiv142仿真环境下,使用大型任务进行编程,实现了通过SWD调试接口访问的MCU芯片内核寄存器及外设。

CRC校验在SPI接口设计中的实现

串行外设接口(SPI,serial peripheral interface)以其高速的传输性能和灵活简单的配置,广泛应用于扩展外设及其数据交换。由于串行通信传输的不确定性以及干扰等原因,通信经常会出现异常情况。为提高SPI通信传输的可靠性,在SPI接口设计中增加循环冗余校验(CRC,cyclic Redundancy Check)功能。运用硬件描述语言Verilog HDL设计并实现了具有CRC校验功能的SPI接口。仿真结果表明,该SPI接口不仅可以高速高效地工作于多种工作模式,且CRC校验功能能够保证通信传输的可靠性。

一款32位MCU定时器设计及在无刷直流电机控制中的应用

无刷直流电机(Brushless Direct Current Motor,BLDCM)是具有较高应用前景的电子控制电机,广泛应用于多个领域。微控制单元(Micro Controller Unit,MCU)作为无刷直流电机控制系统的主控芯片,起到了至关重要的作用。以CKS32系列MCU芯片为研究对象,阐述了MCU定时器的种类和功能,并提出了高级定时器脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)的设计方法,介绍了无刷直流电机的控制系统,并以CKS32F030C8T6为该系统主控芯片,实现了PWM控制电机的应用。

基于三维天牛须搜索法PID的电液伺服控制系统

为了让舰船载稳定平台能够平稳运行,设计并实现了一种高效的专用智能电液伺服控制系统。该系统采用STM32作为控制器核心,以磁致伸缩位移传感器的位置信号作为反馈信号,阀控伺服油缸作为致动器形成闭环反馈的控制结构。系统通过三维天牛须搜索法优化PID控制参数,实现电液位置伺服控制,改进了Z-N法参数整定不准确的缺点。实验结果表明:该系统具备良好的瞬态响应性能与控制品质。

SoC系统中DMA控制器的设计与实现

设计了一种高速、多通道DMA控制器。该控制器可以实现存储器与存储器、存储器与外设之间的数据传输。各个通道优先级可以配置,并支持通道循环传输功能。逻辑综合结果表明,该DMA控制器具有良好的传输性能,可广泛应用于片上系统中。

VR骑行系统设计与实现

由于普通动感单车运动动作单一,对于骑行体感的表现相对不足,且视觉场景无法完成实时切换,使得骑行过程枯燥乏味,因此,针对室内模拟骑行需求,设计并实现了一种虚拟现实(VR)骑行系统。确定了并联式机械结构运动模拟平台作为系统执行机构,并进一步实现了平台控制系统。采用多单片机分布式控制完成系统联调,不仅节约控制器设计成本、提高系统稳定性和灵活性,还降低了系统布线难度与后期维护成本,实现了VR骑行系统各模块的独立控制,达到了在室内模拟出真实骑行体验的目的。