基于APSoC冗余智能控制驱动平台研制

针对三冗余机电静压伺服系统的研制需求,设计了基于双核全可编程片上系统(All Programmable System on Chip,APSoC)技术的多总线三冗余伺服控制驱动器。通过数字总线实现子控制驱动模块之间信息共享,采用IP核技术实现硬件加速、多电机高速并行控制;通过试验验证多电机控制的同步性能和测量细节全还原技术;采用多种温度、压力传感器、过流保护电路等构建伺服系统健康网络体系,结合余度表决和故障切除逻辑搭建了三冗余控制驱动平台,对多任务的不同实时性需求分配任务等级,双核协同工作,研制的产品实物通过了系统验证。

LOGIC STRUCTURE OF PROGRAMMABLE INSTRUCTIONS FOR JAVA PROCESSORS

There are varieties of embedded systems in the world. It is a big challenge to optimize the instruction sets of System on Chips (SoCs) according to different systems' working environments. The idea of programmable instruction set is an effective method to gain embedded system's re-configurability. This letter presents a logic module for Java processor to be capable of using programmable instruction set. Cost (area, power, and timing) of the module is trivial. Such module is also reusable for other embedded system solutions besides Java systems.

基于PSoC的实验教学平台开发

可编程片上系统（PSoC）是一种新型芯片,它集控制器、数字、模拟常用模块于一身,具有小型化、集成化、高可靠性的特点,适用于电子系统设计与实验教学。设计并开发了一种基于PSoC的实验教学平台,由浅入深地为学生提供了多种类型的实验,如信号发生器实验、电子琴实验、电机测速实验、短信报警实验等,具有综合性、模块化、易于连线和调试的特点,方便学生熟悉并掌握PSoC技术,并能自己设计、验证PSoC实验。该实验教学平台在教学实践中应用效果良好。

基于PSoC的数字电子技术教学改革探索

把集数字可编程阵列、模拟可编程阵列和微处理器集为一体的可编程片上系统PSoC用于数字电子技术理论课程的辅助教学之中。基于PSoC设计数字电子技术综合设计实例,将数字电子技术课程的组合逻辑电路、数字逻辑电路、脉冲波形的产生、存储器可编程逻辑器件等主要知识点贯通于一起,通过少量的课时,在理论教学中融入生活实例设计,培养了学生设计与调试电路的能力,同时解决了理论课程枯燥乏味的问题,激发了学生学习兴趣。论文一方面通过PSoC将可编程技术和EDA技术贯穿于理论教学的始末,同时将LUT设计法、IP核设计以及注解法等设计方法引入到理论教学中,使学生尽早接触电子技术的前沿知识,拓宽了学生的学术视野。

基于PSoC的数字温度传感器设计

简单介绍了PSoC（可编程片上系统）的特点，以及内部温度传感模块FlashTemp的结构和工作原理，并详细阐述了用FlashTemp模块构成的数字温度传感器的软硬件设计。

基于PSoC 3的传感器教学实验平台研制

结合传感器实验课程,研制了一款基于PSoC 3(programmable system-On-Chip 3,片上可编程系统)的传感器实验平台。该实验平台以美国Cypress公司生产的PSoC 3为核心,根据PSoC 3所集成的微控制器以及嵌入式系统中常用的模拟、数字等优点,实现了传感器实验中的温度、光电、霍尔以及其他常用传感器的数据采集与处理,并通过USB2.0与基于LabVIEW设计的上位机软件进行数据交互与处理。该平台体积小、功能强大,配有外部扩展用的通用接口(GPIO)和可编程差分放大接口(SIO)。该实验平台除了可以开设传统实验外,还可以进行自主实验和拓展创新实验。

PSoC软硬件协同设计的嵌入式实时视频监控系统

针对自动视频监控系统中计算密集度高的特点,提出了基于片上可编程系统(PSoC)软硬件协同设计的实时视频监控系统.首先,利用可编程门阵列(FPGA)设计了前景对象检测算法的时间关键步骤;然后,通过在嵌入式Nios-II处理器上执行高级语言编程实现其他非时间关键任务;最后,使用流协议将定制和并行处理组件集成到视频处理链.文中提出的方案软硬件协同设计,有效利用了FPGA资源,并在DE2-70板上实现.实验结果表明,文中设计的视频监控系统的实时处理能力明显优于其他几种现存的系统.

基于PSoC的太阳能MPPT系统控制器设计

为了实现对光伏发电照明系统能量的优化管理,提高能量利用效率,设计了基于可编程片上系统(PSoC)CY8C29466的光伏能量管理控制系统。系统对太阳能电池的功率输出采取了最大功率点跟踪控制(MPPT),一定程度上提高了光伏系统的输出效率。在蓄电池充放电过程中,采取了断开回路、连接负载的检测方法,实现了对蓄电池容量的准确检测,有效的防止了蓄电池过充、过放的发生,延长了其使用寿命。系统后期测试数据表明,基于PSoC的光伏能量管理系统可以对太阳能电池的输出和蓄电池的充放电进行有效控制,具有广泛的应用前景。

基于ATE的千级数量管脚FPGA多芯片同测技术

随着超大规模FPGA芯片技术发展,芯片管脚数量提升到1000以上,如何实现超大规模多引脚FPGA芯片高效测试成为ATE在线测试难点。针对一款千级数量管脚超大规模的FPGA芯片,基于FPGA的可编程特性,采用多芯片有效pin功能并行测试和单芯片全pin电性能参数测试相结合的方法进行ATE测试,实现了千级数量管脚FPGA芯片的4芯片同测,测试效率提升3倍多。

基于PSoC的移动心电监测系统的设计

设计并实现一种基于PSoC的便携式心电实时监测系统,融合了可编程嵌入式、信号处理、无线通信等技术,实现了心电信号的采集、放大、除噪、A/D转换、分析、存储、显示及远程无线传输等功能。该系统还对传统的差分阈值算法进行优化,提高了系统QRS波的检测效率,使系统的信号处理能力得到了很大的改善。

基于PSoC3的步进电机控制

电路结构简单、控制策略高效可靠的控制技术是所有步进电机控制的共同目标。介绍了一款基于PSoC3芯片来设计的步进电机控制技术。整个设计采用两相双极控制技术,外围电路简单可靠,节省时间和开支。设计的步进电机具有微步数可调,电机转速可调,转向可调等多种可控功能。样机测试表明电机工作稳定高效,安全可靠。

基于MPSoC的遥感图像目标检测算法硬件加速研究

遥感图像目标实时检测是遥感应用领域的关键技术问题之一。深度神经网络遥感图像目标检测准确率高,但此类网络通常结构复杂、参数多、计算量大,对计算资源和存储的需求较高,设计轻量化软硬件系统实现星载边缘端部署较为困难。针对上述问题,文章提出了一种基于多处理器片上系统(MPSoC)现场可编程门阵列(FPGA)的遥感图像目标检测算法硬件加速方案。首先研究了适合星载边缘端部署的目标检测算法;然后设计了深度卷积神经网络并行加速计算结构和引擎,采用有限精度运算实现网络参数,使其数字量减少了75%,显著降低了计算和存储开销;最后基于MPSoC FPGA处理器实现了飞机目标检测的原型演示验证系统。实验结果表明,文章提出的遥感图像目标检测系统方案的目标检测精度可达92%以上;与基于嵌入式CPU、CPU、GPU的方案相比,单帧图像推理时间从100s、1000ms、100ms缩短至10ms级,可以满足遥感图像目标检测实时处理要求,具有一定的工程应用价值。

大规模芯片内嵌存储器的BIST测试方法研究

随着大规模芯片的块存储器(block random access memory,BRAM)数量不断增多,常见的存储器内建自测试(memory build-in-self test,Mbist)方法存在故障覆盖率低、灵活性差等问题。为此,提出了一种新的基于可编程有限状态机的Mbist方法,通过3个计数器驱动的可编程Mbist控制模块和算法模块集成8种测试算法,提高故障覆盖率和灵活性。采用Verilog语言设计了所提出的Mbist电路,通过Modelsim对1 Kbit×36的BRAM进行仿真并在自动化测试系统上进行了实际测试。实验结果表明,该方法对BRAM进行测试能够准确定位故障位置,故障的检测率提高了15.625%,测试效率提高了26.1%,灵活性差的问题也得到了很大改善。

基于FPGA的表皮阻抗检测系统设计

人体皮肤状态信息的评估与研究在现代生活中愈发重要,而实际应用又缺乏便捷的仪器设备能够直接反映表皮组织信息,因此设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的表皮阻抗测量系统,并对人体表皮的阻抗值进行了实验测量研究。本系统以FPGA处理器为控制核心,高精度阻抗转换芯片AD5933及其外围电路作信号采集功能,两者之间通过I2C总线协议来传输数据与控制信号,采集得到的数据经过FPGA处理器进行相应的校准和计算处理后,通过RS232串口传输至PC端上位机进行显示,实现对表皮阻抗信息的实时采集与显示。实验结果表明,该系统运行快速稳定,可以比较准确地测量表皮的阻抗值,实现实时观察阻抗值变化情况的功能。

赛普拉斯PSoC及其开发应用

本文简单介绍了赛普拉斯PSoC(ProgrammableSystemonChip)的构成、特性、开发及应用 。

海上无线SDMA接入的波束指向切换技术研究

针对海上用户稀疏且呈现独立动态小型局域网分布特点的通信场景,提出了一种基于相控阵天线的海上无线通信系统,其反向链路基于中心站相控阵天线单个点波束动态波束指向切换实现小站在特定空间方向的波束覆盖,从而实现SDMA接入,具有覆盖范围广、组网灵活等特点,适合于海上动态稀疏的通信场景。主要研究了实现SDMA接入的波束指向切换技术,提出了基于位置信息和时隙分配的波束指向切换方法,该方法根据中心站和小站的实时位置信息解算出波束指向信息并在每个时隙的起始时刻调整波束指向。基于系统级现场可编程门阵列芯片实现了该方法,并通过测试证明了基于位置信息可实现点波束指向对准,且所提方法可在1μs内完成波束指向切换并实现多路高速业务同时回传。

PSoC在电动自行车无刷直流电动机控制中的应用

介绍了可编程片上系统PSoC(ProgrammableSystemonChip)的基本工作原理,包括内部资源、主要功能和动态配置方法等,给出了一种以PSoC芯片Cy8c24423为核心的电动自行车调速系统设计方案,分析了系统的硬件构成和软件设计思路。实际使用表明:该系统具有较好的动态性能和稳态精度,功能完善,成本低廉,具备良好的市场应用前景。

基于FPGA面向多媒体处理的MPSoC

针对嵌入式单核处理器处理速度慢及主频提升受限等问题,提出了嵌入式双核处理器(two-cores embedded processor,TEP)模型.针对处理器运行时对存储器的依赖和分配问题,提出了基于非统一存储结构模拟分布式存储结构的方案;针对多核间对共享数据存储器的访存问题,给出了从属单元的仲裁机制,实现了共享资源的访问;针对面向多媒体应用的多核处理器间传输数据量大及通讯开销高的问题,提出了基于消息数据分离的传输方案.系统在FPGA平台进行了实现和验证,测试结果表明,TEP系统以较少的资源消耗和通讯开销获得了大加速比的性能.

基于PSoC平台的数模结合实验项目设计

数模结合的综合性实验可以促进学生对电路知识的融会贯通,培养学生的综合实践能力,但实验的复杂度和难度也相应有所增加。基于PSoC平台的实验箱包含多样的数字及模拟功能模块,为数模结合实验提供了很好的平台,提升了实验的多样性和趣味性,降低了实验的难度,使得更多学生能完成该类实验。该文提出了基于PSoC平台的数模综合性实验设计原则,介绍了两类基本的综合实验框架在实验教学中的应用,并以学生完成度较好的数控小电机为实例阐述了学生实现过程。

基于PSoC3的步进电机控制的研究

电路结构简单,控制策略高效可靠的控制技术是所有步进电机控制的共同目标。本文介绍了一款基于PSoC3芯片设计的步进电机控制技术。整个设计采用两相双极控制技术,外围电路简单可靠,节省时间和开支。设计的步进电机具有微步数(pace)可调,电机转速可调,转向可调等多种可控功能。样机测试表明电机工作稳定高效,安全可靠。