基于DSP28335的FPGA软件在线升级方法

在DSP+FPGA架构的嵌入式系统中,一些产品不具备拆卸外壳通过JTAG接口进行软件升级的条件。针对这一问题,提出了一种基于TMS320F28335的FPGA软件在线升级方法。该方法通过上位机将FPGA代码发送给TMS320F28335,TMS320F28335通过GPIO模拟JTAG时序,完成对配置PROM芯片的擦除、编程和校验操作,重新上电后FPGA从配置PROM加载新程序。在理论分析的基础上,给出了所提方法的硬件原理图和软件实现流程。大量实验结果表明,该方法具有较好的可行性、稳定性和可靠性,可以实现DSP+FPGA架构下不拆产品就可升级FPGA软件的目的。

基于DSP+FPGA的旋转平台自抗扰控制方法

旋转平台在低速运转过程中易产生非线性摩擦,由于非线性因素的影响,传统PID算法的控制效果远不能满足超精密运动平台定位精度高、响应快速等要求。因此,设计了基于DSP+FPGA的旋转平台自抗扰控制算法(active disturbance rejection control,ADRC),利用扩张状态观测器(extend states observer,ESO)对系统内外部未知扰动进行实时估计并予以补偿,提升系统响应速度,增强鲁棒性与抗干扰能力。最后,通过正弦扫描实验进行验证,PID对正弦输入信号无法及时响应,超调明显;ADRC响应迅速,稳态误差波动小。相比PID,ADRC最大跟踪误差降低79.5%,跟踪误差平均值降低65.4%。

基于FPGA的DSP与ARINC429总线控制器接口设计

提出了一种基于FPGA的DSP与ARINC429总线控制器的接口设计方法和电路,该设计方法也适用于DSP与串口控制器、CAN控制器等接口的扩展设计。首先,分析了TMS320C6713 EMIF与HI-8582的主要信号与时序,表明通过FPGA实现译码逻辑和时序控制就可实现TMS320C6713与HI-8582之间的通信;接着,给出了详细的硬件设计和接口逻辑设计;然后,讨论了ARINC429总线驱动软件设计;最后,通过环境试验和实际应用验证了该接口电路工作稳定可靠。

一种多FPGA及多DSP的通用远程更新系统设计

为解决传统JTAG方式更新FPGA或DSP程序距离受限且灵活性较差的问题,设计了一种以FPGA为主控芯片的多FPGA+多DSP的远程更新系统。通过接收上位机指令的方式判断待更新的目标芯片,并将应用程序下发给指定FPGA或DSP完成程序的更新。同时设计了FPGA与DSP的重启方案,实现了远程更新程序与应用程序的跳转切换。测试结果表明,该远程更新系统可以实现对多FPGA+多DSP架构信号处理系统程序的远程更新。该系统实现简单、稳定可靠、可复用性强,能够降低工程应用的开发难度、缩短其开发周期。

基于FPGA和DSP的中频采集电路设计与实现

本文设计并实现了一种基于FPGA和DSP的中频采集电路。电路采用国产器件,旨在实现高效、稳定的中频信号采集。本文详细介绍了该电路的系统方案、元器件选型以及关键电路设计。测试结果表明,该电路能够实现对中频信号的高精度采集和处理,并具有良好的性能和可靠性。该研究为FPGA和DSP在中频信号采集领域的应用提供了一种有效的解决方案。

基于FPGA和多核DSP的雷达信号处理架构的分析

本文针对目前雷达信号处理的应用需求,结合雷达系统的硬件结构和运算处理特点,提出了一种基于FPGA和多核DSP的信号处理架构。该架构采用FPGA作为高速数据缓冲器,同时以多核DSP为核心组成信号处理系统,并利用FPGA的内部结构设计了信号处理系统的底层拓扑结构。实验结果表明,基于此架构设计的信号处理系统可以满足雷达系统对实时性和精度要求,同时可为后续更多算法和更复杂算法的实现提供硬件平台支撑。同时,该架构也可应用于其他高速数据传输、大容量数据存储等场合,具有重要的工程实践价值。

基于DSP+FPGA的ARINC429总线通信设计

ARINC429总线因具有抗干扰能力强、可靠性高等优势而被广泛应用于航空工业领域的机载数据交互场景。对此,提出一种基于DSP+FPGA以及HI-3593芯片的ARINC429总线通信设计方案,着重阐述了系统的架构设计、HI-3593硬件原理设计与控制逻辑设计,最后对数据缓存控制、HI-3593芯片SPI接口控制以及数据读取、写入功能均进行了验证与测试。经测试,所设计的方案能够稳定可靠地实现ARINC429总线数据的接收与发送,满足飞机供电系统与机载管理计算机进行数据实时交互的需求。

DSP+FPGA折反射全景视频处理系统中双核高速数据通信

对于嵌入式折反射全景视频处理系统,由于计算量大,一般采用多处理器协同的结构,但在该结构下多个处理器之间需要进行高速的数据通信。该文提出一种基于DSP+FPGA架构的双核高速数据通信方法,该方法通过基于地址总线的控制指令编码解析方法协同双核工作,通过逆向波形分析和基于乒乓缓存的间接DMA通信方式,实现DSP与FPGA之间的双核DMA数据通信。实验结果表明,使用上述方法实现的DSP与FPGA之间数据通信速度高达585MBps。

FPGA+DSP异构视频处理系统中基于SRIO的数据高效传输方法

数据传输一直是影响嵌入式视频系统实时处理能力的关键环节.随着视频应用的多路化和高清化,混合多处理器结构已成为嵌入式视频处理系统的主要发展趋势,异构处理器之间数据的高效传输对系统性能的影响变得比以前更加突出.文中针对FPGA+DSP异构视频处理系统中的数据传输问题,在分析处理器结构和视频数据格式特征的基础上,提出了一种基于高速串行接口SRIO(Serial Rapid I/O)的数据高效传输方法.该方法分别以FPGA、DSP作为系统的传输、处理核心,在FPGA处理器上采用视频三分量数据重组方法并使用包头信息较小的SRIO流写事务SWRITE(Streaming Write),简化视频传输格式的同时提高了SRIO视频数据包的传输效率;在DSP处理器上通过预定义接收端数据存储单元和采用简洁的SRIO门铃事务(DOORBELL)应答机制,节约了DSP在传输过程中的时间开销.实验结果表明,文中设计的SRIO高效传输方法在占用较少的FPGA资源的条件下传输速度达理论值的81%以上.

一种基于DSP+FPGA技术的实时红外图像直方图均衡器

直方图均衡是一种简单但非常有效的图像增强方法 ,已有的直方图均衡方法包括直方图均匀化(HE)、直方图映射法 (HP)和平台直方图均匀化 (PE)等 ,这些方法的实时实现需要极大的数据存储容量和极高的处理速度。并且要在一个系统中同时实现这几种算法 ,仅靠单纯的硬件实现 (如FPGA)或单纯的软件实现 (DSP)都不能取得良好的效果。而如果将FPGA和DSP相结合 ,则既可发挥FPGA的高速优势 ,又可发挥DSP软件的灵活特点 ,这样就实现了一种功能强大的能对不同红外图像进行处理的实时直方图均衡器。

基于DSP和FPGA的通用数字信号处理系统设计

随着电子设备结构和功能的日益复杂,对其内部使用的数字信号处理系统在体积和功耗方面提出了更高的要求。结合以上背景,设计了一种体积小、功耗低的通用数字信号处理系统。该系统利用DSP配合FPGA为硬件架构,以TMS320VC5509A DSP为数据处理核心,通过FPGA对USB、ADC和DAC等外围设备进行控制,并可实现频谱分析、数字滤波器等数字信号处理算法。硬件调试结果表明,该系统满足设计要求,可应用于实际工程和课堂教学等多个领域。

基于DSP+FPGA框架的实时目标跟踪系统设计

随着我国武器研制水平的不断提高,高速度、高机动能力的武器装备越来越多,为了使型号武器中的目标跟踪器对于目标大尺度变化、速度快等情况有很好的鲁棒性,本文设计了一款基于DSP+FPGA的实时目标跟踪系统。针对均值漂移算法不适用于快速运动目标等限制情况使用多级金字塔进行了改进,采用背景加权的核直方图建立目标模板从而减小跟踪框中背景对于跟踪的影响,并将整个算法进行了优化以在嵌入式系统上实时实现。实验结果表明,本文设计的实时目标跟踪系统对于目标的快速运动、尺度变化以及一定程度的模糊均有很好的跟踪结果。每帧的平均处理时间为13.5ms,满足实际工程的实时性和稳定性要求。

基于双DSP-FPGA架构的城轨列车电力牵引控制系统

牵引控制系统是城轨列车电力牵引系统的核心部件之一,是牵引系统强、弱电交互的中枢纽带。由于城轨列车控制系统接口丰富且逻辑算法复杂、通信任务繁重,简单的控制架构已不能满足要求,进而提出了一种基于双浮点数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)和现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的系统架构,充分利用DSP强大的数字信号处理能力和FPGA强大的高速并行处理能力。给出了基于任务类型的硬件架构和基于处理速率需求的软件架构设计模式,C/C++、高速硬件描述语言(Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language,VHDL)及界面语言和相关支持软件用于实现所有牵引控制任务的调度管理和控制。在地铁和轻轨列车电力牵引系统上的成功运用,验证了提出的牵引控制系统架构的可行性和合理性。

基于DSP+FPGA的实时图像去雾增强系统设计

图像作为人类感知世界最直观信息,为我们日常生活带来极大便利。然而,受雾霾、光照差等环境影响,实际成像存在朦胧不清晰等问题。当前对图像去雾增强处理以事后分析居多,难以满足跟踪等实施性要求较高的应用需求。针对此问题,文章设计一款基于DSP+FPGA的实时去雾增强系统。该系统集合了DSP大型数据处理能力和FPGA高实时性的优点,很好地将改进型"暗通道"原理算法移植其中。有效满足了实时去雾增强功能要求,并已应用于实际工程项目。实验证明,该系统工作稳定有效,能有效解决实际工程中雾霾、光照不足给成像造成的影响。

基于FPGA/DSP的数字芯片测试仪

提出了采用FPGA为核心器件设计数字芯片测试仪的设计思想,主要阐述了FPGA与DSP和数字芯片测试板之间的对地址/命令信号的译码和数据传输的实现。主要是通过DSP芯片对PC机测试命令的译码,并发送到FPGA芯片产生控制信号来控制数字芯片的测试,测试结果通过FPGA的现场采集发送到DSP芯片,再传送到上位PC机进行故障诊断。同时也介绍了采用单片机对FPGA进行配置,防止配置文件掉电丢失。测试表明:该系统具有很好的完整性,可靠性,准确性。

基于DSP与FPGA的运动控制器设计

设计了一种基于DSP和FPGA的四轴伺服电机运动控制器,该控制器选用DSP与FPGA作为核心部件。针对运动控制中的一些具体问题,如高速、高精度、实时控制等,规划了DSP的功能扩展,在FPGA上设计了功能相互独立的四轴运动控制电路。该电路接收和处理4路编码器反馈信号;可以处理原点、正负方向、到位以及急停等数字量输入信号;提供16路数字输入输出信号作为系统一般功能扩充使用;具有较高的集成度和灵活性。

基于FPGA和多DSP的并行信号处理系统的实现

为了克服在高速实时信号处理领域中传统单DSP系统处理能力的瓶颈,多DSP并行处理技术应运而生,成为当前该领域研究的热点。该文提出了一种基于FPGA内部的软FIFO互连结构和4片TI公司的高性能浮点型DSP——TMS320C6701构成的多个DSP之间通信的并行信号处理系统。

一种基于DSP+FPGA的电子凸轮控制方法

针对基于DSP+FPGA架构的控制卡中集成电子凸轮功能以及减轻DSP工作负担的需求,提出了一种基于DSP和FPGA的电子凸轮开环控制的方法。该方法以离散后的等加速度区间为凸轮运动控制的基本单元,并对DSP和FPGA进行了功能划分,将DSP作为主处理器,负责规划凸轮的运动规律,向FPGA发送各小区间上的运动命令并查询FPGA中电子凸轮模块对运动命令的执行情况,使凸轮运动与控制卡的其他任务相协调;将FPGA作为协处理器,负责实现小区间上的运动控制以及相关的接口功能。FPGA中的电子凸轮模块采用级联的两个DDA算法块生成进给脉冲。DDA算法的仿真实验结果表明,进给脉冲的频率变化平滑。现场应用结果表明,各个小区间内的运动速度变化平滑,相邻小区间的速度衔接是连续的,系统运行稳定可靠。

基于DSP+FPGA的实时视频信号处理系统设计

实时视频信号处理的实时性和跟踪算法的复杂性是一对矛盾,为此采用DSP+FPGA的架构设计,同时满足实时性和复杂性的要求,提高了系统的整体性能。DSP作为主处理器,利用其高速的运算能力,快速有效地处理复杂的跟踪算法;FPGA作为协处理器,完成视频图像的接收、存储、预处理,使设计具有更大的灵活性。系统采用了形心跟踪和相关跟踪两种算法。实验证明,该系统可以稳定地实时跟踪运动目标。

基于FPGA+DSP的1553B总线通用接口设计与实现

通过研究国内外先进协议处理芯片,提出了采用FPGA+DSP相结合的设计思想以完成协议处理功能的1553B总线通用接口设计;外加模拟收发器,实现1553B总线上模拟量的所有处理,最后针对通用接口工作模式分别进行整体测试,初步测试表明通用接口能够完成1553B总线通讯任务;设计增强了总线接口电路设计的灵活性,缩短了设计周期,提高了系统性能与通用性,有利于系统的扩展。