具有自检错功能的FPGA芯片配置方法设计及验证

SRAM型FPGA由于其较低的生产成本,可重复编程的灵活性,近年来在数字信号处理等领域越来越发挥出举足轻重的作用。但由于SRAM掉电后数据丢失的特性,SRAM型FPGA必须搭配外部储存对芯片进行配置。而在配置过程中,因为FPGA芯片工艺的复杂以及外界环境的干扰,难免导致配置信号在传输过程中出现错误。为了规避这种错误,提出一种基于CRC校验和回读技术来实现具有自动检错重配功能的FPGA配置方法。经过了功能验证、FPGA原型验证,在达到设计目的的同时,相较传统方法节约了60%的资源,并减少了近一半的配置时间。

X-Debugger:基于FPGA的扫描调试器设计及实现

针对芯片硅后调试面临内部信号可观测性差、可控制性弱、内部状态不易恢复重建等问题,本文设计和实现了一款基于现场可编程门阵列(FPGA)的快速扫描调试器XDebugger。该调试器复用传统可测试设计(DFT)扫描链路逻辑,在芯片的设计阶段插入基于功能模块前导码的扫描控制电路,实现了芯片内部各数字逻辑模块信号100%可见;通过基于FPGA的扫描调试器X-Debugger可以快速完成芯片内部寄存器状态获取和修改,并结合硬件加速器可以完成芯片内部逻辑状态的快速重建,从而形成硅后调试闭环。在某处理器芯片硅后调试实践中的结果表明,对于小于100万触发器的功能模块可以在1 s内完成内部状态获取、修改和重建,全芯片通过X-Debugger内部信号获取和重建小于1 min,极大提高了该处理器芯片的硅后调试效率。

多端协同下的回读式检验危急值管理平台的构建与应用验证

目的构建多端协同下的回读式检验危急值管理平台,并检验其临床应用效果。方法选取2020年7月-2021年6月我院出现检验危急值的患者70例设为对照组,采取常规危急值管理方法;选取2021年7月-2022年6月出现检验危急值的患者70例设为观察组,应用多端协同下的回读式检验危急值管理平台。比较两组检验危急值上报接收效率及检验危急值护理效果。结果观察组检验危急值上报耗时(4.27±0.39)min、护士接收耗时(3.92±0.52)min、医生接收耗时(4.68±0.52)min,均短于对照组(P<0.05);观察组护士5min内处置及时率为98.57%、患者抢救成功率为92.86%,均高于对照组(P<0.05)。结论多端协同下的回读式检验危急值管理平台功能完善且运行稳定,其在临床护理中应用能提高检验危急值上报、接收效率,提高护士5min内处置及时率及患者抢救成功率。

飞行员中文陆空通话复诵差错影响因素研究

为研究母语陆空通话环境下我国航线飞行员复诵差错影响因素,采集跨越不同地区的26.1 h陆空通话录音,转录为2760句中文陆空通话,提取陆空通话特征、管制员特征、飞行员特征和环境特征4个维度的11个影响因素,基于影响因素指标对陆空通话语句进行赋值,通过描述性分析、克瓦氏方差分析和二元Logistic回归分析处理赋值数据,辅以深度访谈,对比分析塔台、进近、区域管制区内飞行员复诵差错的影响因素。结果表明:通话复杂程度、标准术语使用和频率干扰在各管制区均对复诵差错有显著影响;期盼倾向在塔台和进近管制区对复诵差错有显著影响;高度信息和管制地区仅在区域管制区对复诵差错有显著影响。研究结果可用于优化各管制区内管制员监听和飞行员复诵培训,减少语音通信人因差错的发生。

实现FPGA回读功能的可重构系统设计

Xilinx Virtex系列FPGA具有配置逻辑可重构、配置数据可回读的特点,该文设计了基于Virtex FPGA的一种可重构系统。FPGA采用SelectMAP配置方式,在CPU和CPLD控制下实现了配置数据加载和回读的功能。给出了系统配置FPGA和回读其配置数据的流程及相应的波形图。

SRAM型FPGA单粒子辐照试验系统技术研究

单粒子辐射效应严重制约FPGA的空间应用,为提高FPGA在辐射环境中的可靠性,深入研究抗辐射加固FPGA单粒子效应评估方法,设计优化单粒子效应评估方案,开发相应的评估系统,提出基于SRAM时序修正的码流存储比较技术和基于SelectMAP端口配置回读技术。借助国内高能量大注量率的辐照试验环境,完成FPGA单粒子翻转(SEU)、单粒子闩锁(SEL)和单粒子功能中断(SEFI)等单粒子效应的检测,试验结果表明,该方法可以科学有效地对SRAM型FPGA抗单粒子辐射性能进行评估。

SRAM型FPGA在线位流回读技术分析与实现

为及时检测出SRAM型FPGA在空间应用时受SEU影响而产生的翻转错误,保证数字系统的高可靠性应用要求,以Xilinx Virtex-II Pro FPGA为例,深入分析了FPGA的配置帧寻址及配置命令发送等配置细节,在此基础上设计并实现了基于内部ICAP接口的位流回读系统.测试结果表明,该系统可在不中断用户功能逻辑的前提下,正确回读FPGA配置内存的当前数据值,从而为及时检测并修复系统故障提供了保证.相比于采用SelectMAP等外部接口的位流回读系统,本系统可进一步节省资源,降低系统整体重量和体积.

反正切垂直磁化单极型磁头读出波形分析

本文对垂直磁记录方式的读出过程进行了理论分析.考虑到垂直磁记录方式的记录位长远小于单极型磁头厚度,在不计及漏磁的情况下,用镜像法推导了单层膜孤立反正切垂直磁化单极头读出波形电压表达式.分析表明,头盘结构参数对读出电压、读出分辨率等因素具有直接影响.

一种远程动态可重构的嵌入式系统设计

为使带有现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的嵌入式系统具有远程在线更新能力,在硬件透明编程模型的基础上,应用以太网通信协议,设计并实现了具有回读功能的远程动态可重构嵌入式系统。同时研究了动态可重构的实现方法,详细讨论了硬件平台架构与软件设计流程。该技术使系统具有了远程动态修改、回读硬件逻辑的能力,极大地方便了硬件平台在后期的维护和升级。

高道密度垂直磁记录单极头读出过程的理论分析

本文对高道密度垂直磁记录单极头的读出过程进行了理论分析．考虑到垂直磁记录方式的记录位长远小于单极型磁头厚度，在不计及漏磁的情况下，用镜像法简化地推导了双层膜窄道宽垂直磁记录单极头读出波形电压表达式，由此可以看出影响垂直磁记录单极头磁记录系统实现高道密度的因素．

反正切垂直磁化MR头读出波形的理论分析

目前温式磁盘机的位密度已达20kbPI～50kbPI;道密度可达1000TPI～2000TPI.进一步提高面密度特别是道密度还有很大的发展潜力,但一个主要障碍在于传统的感应式磁头读出的信号的信噪比随着道密度的进一步提高而过分微弱,MR头是能满足高密度记录的新型磁头.磁阻材料用于磁头中检读信号首先是由Hunt提出的.近几年来,国外对MR头的实用化进行了许多研究.而到目前为止,国内尚未研制出实用的MR头.本文对数字磁记录中MR头的读出过程进行了理论分析,为MR头的研制提供了一定的理论依据.

一种新型井下数据无线交换装置的研制及应用

油水井井下动态测试数据的交换一直是困扰油田测井技术人员的一大难题。为了解决这一难题,中石化江汉油田采油工艺研究院科研人员经过多年的努力研制出一种新型的井下数据无线交换装置。该装置克服了其它装置工艺复杂经、成本高、时效性差,以及传输距离短、数据交换量小等缺点,能在不影响油井正常生产的情况下,长期工作在高温、高压、高矿化度环境的油水井井下,实现数据交换,获得油水井井下动态测试数据。

基于文件管理的采编记录仪设计

针对高超声速飞行器等高速武器装备遥测数据越来越多,及数据回读分析耗时久、工作量大的问题,设计了一种基于文件管理的采编记录仪。该系统能够完成对多种不同信号的采集编码,并对编码后的数据进行实时存储;为快速、可选择地提取有效试验数据,设计了基于空闲区的文件管理方法,主要功能包括文件信息的读取、存储容量显示、断点续存。通过配套的测试设备,对采编记录仪的文件管理功能进行了测试,并对测试数据进行了完整性分析和准确性校验,结果表明系统功能完善,能够快速可靠地进行海量数据的存储及回读。

多通道D/A转换器LTC2704-16及其应用

介绍一种新型的多通道16位D/A转换器LTC2704-16的特点和引脚功能,给出了LTC2704-16的应用方法。LTC2704-16的4个D/A转换通道都是独立的,并有独立的反馈调节功能。LTC2704-16结构简单,并带有回读功能,与控制器之间采用串行通讯的方式,可广泛应用于各种数据采集系统。

基于位流回读的VirtexⅡ内嵌BRAM的测试方法研究

介绍一种采用位流回读针对VirtexⅡ内嵌BRAM的测试方法.该测试方法基于自主研发的FPGA测试平台,该测试系统能够对FPGA配置、施加测试向量、回收测试响应、并对故障进行诊断与定位,整个测试完全自动化,不需要人工干预.该测试系统的优点为设备简单、易于实现、完全自动化.在该测试系统的基础上,针对Virtex II系列FPGA内嵌核Block RAM提出了基于边界扫描和位流回读的测试方法.该方法首次将位流回读技术应用于FPGA的测试,基于位流回读的测试方法为FPGA的测试打开一个新的领域,对研究FPGA的测试方法有重要意义.

国际航班飞行员复诵差错影响因素研究

为研究我国航线飞行员在非母语陆空通话环境下复诵差错的影响因素,从航空公司采集跨越不同区域的46.2 h国际航班通话语音数据,采用文字记录分析法对数据进行处理,获取2535句通话,同时针对相关飞行员实施问卷调查和深度访谈,提出通话特征、飞行员特点、管制员特点、空域特点和频率干扰5个维度的因素集,最后建立Logistic模型分区域定量分析飞行员复诵差错的影响因素。结果表明:飞行员语言能力和标准通话术语使用在各区域均与飞行员复诵差错水平呈现显著相关;频率干扰、通话复杂程度、管制员口音和管制员语速在部分区域与飞行员复诵差错水平呈现显著相关;针对区域差异提出的改进建议可进一步应用于飞行员通话复诵培训中,减少复诵人因差错的发生。

瞬态过载测试数据回读系统设计

在电磁轨道炮发射过程中,由于需要采集并存储电枢的瞬态过载参数,数据量大且变化率极快,因此对瞬态过载信号回读的传输率和稳定性要求更高;基于对瞬态过载数据回读的需要,实现了一种基于USB传输总线的回读系统;该回读系统采用XC3S400主控芯片,控制过载数据的采集、存储数据的回读和上位机指令接收,内部FIFO负责数据缓存;采集模块采用仪表放大器和数字电位器相结合的方法,实现电路增益可调;以FT232HL桥接芯片作为USB接口芯片,利用该芯片的同步245 FIFO接口,设计了USB接口硬件电路,数据传输速率能够达到46 MB/s;采用FLASH模块存储数据,以FT232HL芯片为载体,实现PC端与存储模块的数据传输;经过试验验证,系统能够对弹丸的瞬态过载参数进行可靠回读,整个系统开发周期短,硬件设计简单,可适用于其他工程应用中。

基于LVDS的高速数据回读系统设计

针对某型号弹体在发射和飞行过程中被测参数信号存在脉宽极窄的现象,其内置离线式采集系统在设计时会采用高采样率的模数转换器(ADC),但存在固态存储器(Flash)最终存储的数据量太大、现有回读系统速率慢、回读时间过长、靶场实验无法继续进行等问题.基于此,设计了一种可以将数据高速回读的系统.系统使用现场可编辑门阵列(FPGA)作为主控模块,利用FPGA内部资源搭建低电压差分信号(LVDS)接口用于数据回读;使用Visual Studio编写上位机,完成指令和数据的交互,实现数据的及时回读.实验结果表明,该系统回读速率达100 MB/s,且无误码、丢帧现象.

强冲击试验装置测试弹存储器的回读系统设计

随着传感器和采集存储器在各种导弹装置中的广泛应用,为满足某强冲击试验装置在飞行中的数据及弹体膛内运动参数在测量中高速准确存储数据和回读数据的需要,文中设计一种针对强冲击试验装置测试弹存储器的回读系统。该系统分为硬件设计与软件设计,硬件部分采用锂电池供电,以FPGA为控制核心,USB控制芯片选用FT232H,FLASH存储芯片选用K9WBG08U1M;软件部分设置有FT232通信协议,并将FT232H配置为异步FIFO接口,提升传输速率,且FPGA内部FIFO为数据缓存负责缓存回读数据。经过试验验证和实际工程运用,完成系统设计,回读系统满足小型化便携式设计原则,结果实现了回读系统与上位机之间的数据通信,最终能够达到8 MB/s的速度并能准确完成数据传输、存储和回读工作,还能有效分析存储记录,具备一定的工程实用价值。

智能弹药飞参数据高速回读系统关键技术研究

靶场实弹测试需要内置离线式采集存储装置记录各项飞参数据,数据回读过程中,存在由于靶场测试时间有限,现有的回读装置无法及时回读数据,导致靶场试验无法继续的问题。基于上述问题,设计了一种高速数据回读装置。接口芯片使用FT600,在数据传输中,通过乒乓操作节约了缓存空间,减小了传输速度的压力。使用QT编写上位机,实现数据接收及判读处理。通过验证,回读速度可达到160 MB/s,无丢帧、错帧问题,节约了回读时间,能够实现在有限时间内完成弹体内部所有模块运行参数的回读。