基于FPGA的高速固态存储器的设计与实现

针对目前存储器在航天、通讯、气象等方面的需求,提出了一种新型固态存储器。它使用可编程逻辑器件FPGA作为控制核心,使用数模混合编帧技术同时进行多路数字量、模拟量和脉冲信号的存储。存储部分采用三星公司的Nano Flash作为存储介质,通过双平面技术和流水线技术的混合使用,极大地提高了原有的存数效率,达到了预期的设计要求。

Sobel图像边沿检测算法的优化设计与实现

针对Sobel算子用于图像边沿检测时出现的噪声大、边沿较粗等问题,提出了一种Sobel图像边沿检测的优化设计方案。在传统的Sobel边沿检测模块前增加快速中值滤波模块,提高了系统的抗噪能力。同时在Sobel边沿检测模块后采用非极大值抑制的方式对图像边沿进一步细化,既有效地保留了图像边沿,又提高了图像边沿的清晰度。与传统Sobel检测模块相比,优化后的方案不仅能够有效抑制噪声,而且得到的图像边沿更细,增强了实时图像处理的效果。该优化设计已成功应用于某图像识别系统。

反射式红外甲烷传感器气室设计

设计给出一种稳定性好、灵敏度高的反射式红外甲烷传感器气室设计过程与测试结果。红外甲烷传感器基于色散型红外吸收光谱法的原理,利用非分光红外探测技术过滤甲烷气体的特征波长以外的光线,再采用双通道补偿技术对气室内部的甲烷气体体积分数进行检测。气室是红外探测器、传输光路、红外光源集成装配体,其结构和性能对器件性能至关重要。气室内壁设计成镀金的旋转抛物面,红外光经抛物面反射成近似平行的光束,该红外光束在气室内部传播过程被气室底盖反射到探测器,增加了甲烷气体的吸收光程,起到了提高气室的灵敏度的作用。设计完成后,经过甲烷环境的测试,反射式气室的稳定性、灵敏度、反应时间等都有良好的表现。

基于NAND型FLASH的双备份固态存储系统

设计了一种以NAND型FLASH为存储核心的高速、大容量数据双备份存储系统,实现了对高速遥测数据的采集及实时可靠存储。采用模块化的设计思想,以现场可编程门阵列(FPGA)作为主控芯片,将采集的遥测数据进行高频消抖后,送入双FLASH并行存储;同时实现对FLASH的自断电保护。针对高速、高压、高冲击等各种高过载环境,对存储模块采用双筒灌封防护技术,有效保护了实验结果。从硬件电路及逻辑时序两个方面介绍了此存储系统,并给出了试验结果。

基于FLASH和LVDS的高速图像数据存储器的研制

针对图像数据量大、传输速率快的特点,采用LVDS总线协议传输并对数据进行混合编帧的解决方案;为解决FLASH存储速度慢的问题,提出了高效的无效块管理算法与FLASH交叉双平面页编程技术,将写入速度提高到30MByte/s,有效地满足了图像高速存储的要求;为消除关键信号抖动可能会导致的系统不稳定,对关键信号进行消抖滤波,单元测试中,测试台通过LVDS接口发送码率为35Mbps的递增数信号源;结果表明,设计的数据存储器能够稳定地接收并存储图像数据,且具有很高的可靠性。

红外甲烷传感器直射式气室设计

针对采用反射式气室的红外甲烷传感器测量误差较大的问题,基于红外光谱吸收原理,利用非分光探测技术设计了一种新型直射式气室。该气室采用硅半导体片状红外光源、双通道红外探测器及一定长度的气室中腔,选用GaF2作为光源及探测器的视窗材料,搭配外部电路实现对CH4体积分数的监测。0～2.5%CH4体积分数范围内的测试结果表明,采用直射式气室的红外甲烷传感器最大测量误差仅为±0.05%。

PDMS柔性衬底的制备及亲水性问题的研究

针对PDMS(聚二甲基硅氧烷)柔性衬底的疏水性问题,设计了利用氧等离子体和表面活性剂(十二烷基硫酸钠)联合修饰的解决方法。首先介绍了衬底的制备方法,制备完成后对其进行单一的氧等离子体处理,处理完利用接触角测试仪测得接触角大小为84°。其次研究了联合修饰的方法,在进行氧等离子体处理时选取了合适的处理时间避免出现裂纹,再利用SDS对PDMS表面进行处理,处理完测得接触角的大小为22°。实验结果证明,联合修饰有效的提高了PDMS表面的亲水性。

黑硅红外光源传感器系统的设计

针对目前气体传感器灵敏度较低的问题,设计了一种利用黑硅作为辐射层并且连接放大电路和控制芯片的红外光源传感器系统。首先介绍了红外光源的制造和仿真以及新型的纳米材料黑硅,黑硅的引入可以使光源的辐射效率提高40%;然后完成了传感器系统外围电路的设计,包括电源驱动电路、二级滤波放大电路和中央处理器等;最后对所设计的系统进行了测试,测试结果表明,该系统能有效提升气体传感器的敏感度,符合设计要求。

基于CAN总线节点的标准化测试系统设计

本文拟对导弹测试系统实现标准化,完成了基于CAN总线节点的标准化测试系统设计过程及功能测试。文章详细讨论了标准化测试系统的设计过程,采用可复用设计思想,对测试系统各设备实现基于CAN总线节点的标准化设计。设计首先针对测试系统中的共有成分进行硬件与配置接口设计,之后重点突破非共有成分的标准化设计与配置接口设计。该标准化测试系统通过控制台确定配置界面和选项,上位机编译程序软件实现具体测试功能。测试结果表明该CAN总线标准化测试系统工作稳定,功能完善,满足设计需求。