基于FPGA+ARM的异构列车数据交互系统

本文设计并实现了基于FPGA的主机与ARM端的数据通信接口。其中,FPGA实现了与主机交互的PCIe接口功能以及与ARM交互的FMC接口功能。本文完成了PCIe接口和FMC接口传输性能测试,同时也进行了主机与ARM的数据回环测试。测试结果表明,本文设计满足了整体的系统设计指标要求,其中PCIe1.0接口速率可达820 MB/s。

基于ARM+FPGA的图像采集与存储系统设计

针对传统图像在采集传输速度慢,图像处理功耗高的问题,文中提出一种基于ARM+FPGA的图像采集与存储系统,将采集的图像数据输入到FPGA中,利用FPGA并行数据处理方式,提高其传输速度,再利用AXI总线与ARM进行数据间的高速交互,ARM对数据进行处理,FPGA进行加速。对数据的采集与处理分布进行,有效提升转换速率,降低系统功耗,最后将图像存储到SD卡中,验证了ARM+FPGA平台在图像采集、处理与存储的有效性和准确性。

基于FPGA+ARM的中子临界报警仪研制

为适应反应堆、核电厂、乏燃料后处理厂以及核材料储运等场所对临界事故的监测需求,设计了基于FPGA+ARM的新型中子临界报警仪。该中子临界报警仪主要由探测装置、处理显示单元和声光报警监控平台组成。性能测试表明,该中子临界报警仪可对1mSv·h^(-1)的当量剂量率辐射水平,最短持续时间1ms的快辐射事件做出有效报警响应,报警响应时间小于10ms。该中子临界报警仪满足设计要求,可用于存在核临界事故风险的场所中对临界事故的监测及报警。

基于ARM+FPGA实现多种类型接口数据传输的设计方法

【目的】天线实时角度测量设备与天线的控制单元、环形器、信号处理、模拟器等多个外部设备之间存在多种类型的数据传输接口,为满足这些接口在互不干扰的情况下,并行完成高速、准确、无延时的数据传输。【方法】硬件电路采用ARM+FPGA架构,以总线方式将ARM与FPGA通过地址线、数据线、读/写允许、片选、中断信号等管脚接口逻辑连接。由ARM处理器实现主控制程序,通过Keil软件开发,C语言设计。FPGA使用QuartusⅡ开发环境,VHDL语言设计,采用状态机和FIFO技术实现时序、数据、信号输出的设计。【结果】该方法不仅满足了多种类型数据接口并行传输的高速率、实时性要求,而且具有可扩展性。【结论】该方法已经在测控产品中应用,效果显著。

基于FPGA+ARM的位置双反馈数据采集装置设计

为实现精密运动平台定位的双回路控制,解决位置双反馈采样不同步的问题,基于FPGA设计了软硬件解码模块和上位机,实现对电机编码器多摩川协议和平台光栅尺BISS协议同步读取,并通过FMC总线将数据传输至ARM,数据统一单位后再由上位机显示平台位移。实验表明:该采集装置能够快速准确地同步采集数据,能在上位机实时显示位移,具有良好的可移植性和拓展性。

基于FPGA+ARM的太赫兹成像最小控制系统设计

为实现太赫兹焦平面实时成像及小型电子学相机前期研制,设计了一种基于FPGA和ARM异构架构的太赫兹成像最小控制系统。系统采用赛灵思推出的xc7z020clg400-2芯片作为控制核心,使用基于AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(High-Electron-Mobility Transistor,HEMT)的340 GHz频段的32×32太赫兹探测器阵列,实现了ROIC读出电路时序控制、高速ADS8422控制、数据乒乓缓冲写入DDR并发送至上位机,最终进行软硬件联调。实验结果表明,控制系统能够实现太赫兹全像元、单像元、行和列扫描实时成像,帧频达到47.3 Hz,有效数据传输速率稳定在0.775 Mbit/s,而且FPGA和ARM异构可缩短开发周期、节省资源,使系统灵活性和集成度更高。

基于FPGA和ARM的中子能谱测量系统设计

针对多球中子谱仪不便于携带、测量时间长、操作过程复杂等问题,设计了基于FPGA和ARM的单球中子谱仪。将6Li玻璃闪烁体和硅光电倍增管(SiPM)耦合制成热中子探测器,采用互阻放大电路对信号进行转换,经过放大、整形、采集和处理,得到各探测器计数值,用于计算中子能谱。实验结果表明:探测单元设计合理,能够有效实现中子信号向电压信号的转换,输出信号脉冲幅度为-2.80 V,脉冲宽度为325 ns;电子学系统软硬件稳定可靠,采集计数的漏计数率低于1%。

基于ARM+FPGA的永磁无刷直流电机控制智能方法

永磁无刷直流电机具有效率高、易维护等特点,目前广泛应用于电动汽车、航空、船舶等行业。由于该种电机存在着转矩波动大等不足,为提升其控制性能,从控制平台改进与控制算法优化两个方向开展研究。首先,研究并设计了基于ARM+FPGA的电机控制硬件平台,使用AXI高速数据交互协议,解决了传统电机控制平台中延时较大、算法能力有限的问题;然后,使用基于径向基神经网络的磁场定向控制智能算法实现了对电机的精确控制;最后,通过仿真和实验与磁场定向控制方案进行了对比,结果表明:采用基于ARM+FPGA的永磁无刷直流电机控制智能方法,其调节时间平均缩短了3.22 ms,超调量平均降低了4.35%,提高了BLDC控制精度和运行性能。

基于Linux+ARM和FPGA的高速数据采集存储系统设计及实现

为了满足大量数据对于数据采集与存储系统的各项性能如采样频率、存储容量、数据处理和读写速度等提出的更高要求,设计了一套通用的高速数据采集与存储系统。以移植了Linux的ARM为控制核心,以FPGA作为数据获取接口,以TF卡作为存储介质,以USB作为数据输出接口,以以太网作为与上位机的通信接口,完成对大量数字信号的数据采集、存储、显示和传输功能,该系统已应用在多型管道智能内检测机器人上。

基于ARM+FPGA架构的安全数字量输入输出信号系统设计

采用ARM+FPGA架构方案,构建安全数字量输入/输出系统的设计,能够高效、实时、准确地处理安全输入/输出信号,其设计思想是对输入信号进行安全编码,且生成唯一预期的编码,并对其进行故障检测;对输出信号进行安全编码码序的匹配输出,并回读状态反馈信号,判断是否异常;通过安全性和故障防御分析,该设计在铁路产品的应用中通过采用56位编码的码序,危险失效率均能满足安全认证标准中安全完整性等级四级SIL4的要求。

ARM+FPGA的实时数据采集系统设计

研究设计了基于ARM+FPGA的实时数据采集的嵌入式平台,采用FPGA完成高速数据采集,通过ARM对FPGA进行管理控制。解决了测量仪器中高速数据采集与处理速度不匹配的问题以及Linux系统下中断的产生。通过ARM的高级外围总线实现了ARM与FPGA在测量仪器上的接口以及Linux系统下FPGA设备的驱动程序开发。

一种基于FPGA+ARM的高速电力谐波检测仪硬件的设计与实现

介绍了一种结合FPGA硬逻辑的高速数据处理能力和ARM的高效数字功能扩展能力,实现实时高速电力谐波检测的"FPGA+ARM"硬件新构架.这种新架构采用复用逻辑及流水线技术在FPGA上实现了A/D采样控制、加窗、FFT及模平方等运算.采用uClinux为操作平台在ARM处理器完成对FPGA的现场配置、数据通信处理及人机交互接口等功能.实际应用表明,这种架构可较好地解决电力谐波检测中的"实时性与精确度的矛盾".

基于FPGA的ARM与绝对式编码器的通信接口实现

针对绝对式编码器与ARM之间的通信问题,设计了基于FPGA的ARM与绝对式编码器的硬件接口电路。根据ARM和编码器之间的通信流程,利用有限状态机和模块化设计思想进行软件编程。结果表明,该设计接口能够快速、准确地实现ARM和编码器之间的通信。

基于FPGA和ARM的红外图像实时显示和采集方法

针对传统的ARM系统在红外图像显示和处理上存在处理速度慢,效率低,难以做到完全实时的问题,本文设计了一种新的基于FPGA和ARM系统的红外图像实时显示和采集方法,该方法主要是通过使用Qt多线程编程技术和FrameBuffer接口相结合的方式对FPGA从网络发送到ARM的图像数据进行接收处理并显示在液晶屏上,同时使用按键对其进行控制。实验结果显示这种方法简单,工作效率高,能够以25帧/秒的速度实现大小为640×480的红外图像的实时显示和采集保存,极大地提升了ARM在图像处理上的效率,同时整个显示采集系统体积小,使用方便、灵活,因而具有一定的应用前景。

基于FPGA和ARM核处理器的外设接口

基于FPGA和ARM核处理器的通讯终端与外围设备的硬件接口以S3C4510B为控制核心。终通讯端采用PCM、ARM-DSP、OLED及KEY模块逻辑电路设计,并用ALTERA 1K30扩展和简化S3C4510B外设接口电路及与PCM编码器的接口电路。通过1K30的内部逻辑电路提供控制信号、键盘行列扫描信号、PCM语音编码的时钟信号和各数据交换通道,完成语音数据的串并转换功能。

基于ARM和FPGA的LED显示屏控制系统的设计

根据LED显示模块的结构特点,结合CPLD技术实现LED屏的动态扫描显示,设计了基于ARM和FPGA的LED显示屏控制系统;该系统以ARM芯片S3C2440为控制核心,在可编程逻辑器件EP1C6辅助下,完成了数据存储与更新、显示画面的刷新、动画处理、循环显示;并通过以太网实现与上位机的通信;该系统支持256灰度级全彩LED屏的文字、图片和动画的显示,同时可以存储丰富的显示内容,能进行远程传输数据。

基于FPGA和ARM-μClinux的LED大屏幕显示器通用脱机控制卡的设计和应用

相对于LED大屏幕显示器视频控制卡,脱机控制卡在软件实现上需要做较多复杂的工作。对不同点阵,不同通讯方式的需求,脱机控制卡软件、硬件以及显示屏控制机软件都有较大的变化。利用μClinux嵌入式ARM系统以及FPGA构成的双控制器,设计出支持多通讯方式,驱动在设计范围内各种点阵LED显示器的通用脱机控制卡,从而使得LED大屏幕脱机显示屏开发周期大大缩短。设计中提出了驱动各种点阵规格的LED显示器的方法,探讨了μClinux嵌入式系统程序的编写、ARM和FPGA实现显示存储器换体控制的方法等内容。

基于ARM和FPGA的机器人运动控制器的实现

介绍了一种基于ARM(Advanced RISC Microprocessor)和FPGA(Field Programmable Gate Array)的嵌入式机器人运动控制器的可重构设计方法,给出了控制器的结构设计、功能设计和硬件设计,提出了由ARM微控制器通过JTAG配置FPGA的方法,以及介绍了嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ在控制器中的应用;充分利用ARM微处理器高速运算能力和FPGA的快速配置能力,大大减少了系统的外围接口器件,有效地降低了成本,提高了系统的集成度和灵活性,便于用户实现较为复杂的算法;实验表明,控制器性能可靠,能同时满足多轴电机运动控制的需要。

基于FPGA+ARM的视觉导航轮式机器人

根据自动运输的需求,以FPGA+ARM为核心,设计一种基于视觉导航的自主式轮式机器人,使用FPGA控制图像的实时采集、存储和显示,用ARM实现路径识别、通信并控制执行机构和传感器。路径识别的基本思想是采样二值化并去噪,再检测出场景中的路径,由路径跟踪模块进行导航计算。实验结果表明,该机器人的控制准确可靠,能正确地跟踪预先设置的引导轨线。

基于FPGA与ARM单片机的CAN总线分析仪设计

针对CAN总线网络通信质量分析、测试和验证的需要,论证了一种基于ARM单片机与FPGA完成的CAN总线分析仪设计;该分析仪采用集成的CAN控制器与专用总线电平采样双通道信息采集硬件结构;采用单片机及基于FPGA的专用电路完成对CAN网络的实时通信数据的收集与监控;采用PC机完成数据分析与参考信息显示;文章详细讨论了分析仪硬件的具体设计;分析了CAN总线通信波特率的自动检测、总线故障的检测与定位方法;最后结合软件设计给出了所设计的CAN总线分析仪的实测试验结果,可实现总线报文的正常监测、总线状态分析与错误检测功能。