一种基于RCRF+BCH算法的NAND FLASH纠错方案的FPGA设计与实现

针对目前NAND FLASH随着使用时间的增长误码率随之增高的特性,提出了一种在使用更少校验位的情况下纠错能力更强的高速并行RCRF+BCH纠错方案,初步用RCRF的思想对部分初始擦除错误进行纠正,然后级联BCH码纠正剩余的位错,很好地保证数据的准确性,显著提高存储系统的可靠性。首先详细阐述了该高速并行算法的编译码原理和执行步骤,在BCH部分中使用消耗更少硬件资源的无求逆的iBM关键方程求解算法,然后推导出错误位置多项式不同路径的几种确定形式,方便应用组合逻辑对其进行描述,避免了复杂的迭代判断过程,进一步提高了译码速度,并采用模块化的处理方式和流水线的操作模式优化了BCH的编译码结构。最终在FPGA平台硬件实现并仿真验证了此方案的有效性。

弹载飞行参数高精度采集系统设计

为满足某型号导弹在试飞实验中对多种参数高精度采集的需求,在存储测试技术的基础上设计高精度采集系统。系统以FPGA为主控芯片,控制一片24 bit模数转换器AD7768实现对电压信号的采集,具有小型化、易于防护等特点。对影响系统采集精度的供电电源去耦电路与基准电压电路进行理论分析并优化;对滤除谐振噪声的有源滤波器电路中的阻容取值提供计算方法;对单端转差分信号电路中由于匹配源阻抗造成的增益电阻失衡提出校正方案。试验结果表明,该系统在-5~5 V的采集范围内误差最大值为34μV,满足飞行任务要求。

基于USB3.0的高速数据回读系统设计

在导弹试飞试验中需要精确监测多种物理参数,故弹体飞行过程中多通道高速数据记录仪中会存储大量数据.针对存储器中数据回读速度慢、耗时较长的问题,采用超高速USB3.0控制器CYUSB3014实现在FPGA与上位机之间的高速数据传输系统设计.FPGA收到上位机通过CYUSB3014发送的读取数据命令后,将存储器中的数据读出发送至上位机.上位机将收到的数据以二进制文件的形式存储在固态硬盘,方便后期处理数据.根据系统上传数据量大、下传数据量小的特性,配置CYUSB3014内部P2U通道缓冲区数量为8,U2P通道缓冲区数据量为4,增强上传高吞吐量性能.经测试,在无错帧、丢帧情况下,CYUSB3014数据传输速度为346.23 MB/s,上位机接收数据并写进硬盘的速度为116.56 MB/s.

微型弹载冲击信号记录仪设计

针对炮弹在发射及侵彻过程中对高速冲击信号测量的需求,设计了一种基于eMMC存储器的微型弹载冲击信号记录仪.该记录仪以FPGA为主控芯片控制高速A/D转换器,实现4路冲击传感器信号的高速采集,并通过SRAM缓存后写入eMMC存储单元.记录仪可实现4路10 MS/s采样速率的模拟信号采集,并可将80 MB/s的数据实时存储,同时其具有体积小、功耗低等优点,有利于抗高过载防护.试验结果表明,该记录仪能够完整记录30000 g左右峰值、22μs脉宽高速冲击信号波形,测试误差仅为5.36%,能够满足高速冲击信号测量精度要求.

高过载高精度数据记录仪的设计与实现

为了满足炮弹在试飞实验中对不同类型信号进行高精度采集的需求,在信号调理的基础上针对影响采集精度的电源噪声、信号输入噪声以及ADC量化噪声进行了数据记录仪的设计.记录仪以FPGA为控制芯片,在硬件模拟滤波的基础上,驱动ADC实现对ICP传感器信号、电荷信号、电压信号的采集.通过将过采样技术与滤波算法相结合的数字滤波后,对数据进行编帧存储.实验结果表明,在±5 V采集范围内的最大绝对误差为±200μV,在20000 g的冲击试验中,误差仅为5.6%,满足试验要求,该数据记录仪在弹载参数测量中具有一定的工程应用价值.

基于FPGA的矿用环境采集传输系统设计

随着煤炭产业开采从浅层往深层推进,温度、压力和振动等环境条件都时刻需要检测,防止威胁矿下人员安全和财产安全的现象发生,因此一个实时性,稳定性良好的采集传输系统极为重要;针对这一问题,设计了一种基于FPGA多通道、数模混合的采集与实时发送系统;在系统总体设计的基础上,对系统的硬件电路和软件程序设计进行了相关介绍,通过对程序的仿真,验证了采集传输系统设计的可行性;经实物试验验证,采集传输系统可以正确有效地采集和传输5种传感器输出的信号,各信号精度都满足要求,具有一定的工程实用价值。