现场可编程模拟阵列的微处理器配置模式及接口方法

现场可编程模拟阵列AN1 0E4 0加上直观性软件AnadigmDesigner,给数字和模拟电路设计者提供了设计模拟电路的便利条件 ,可以在AN1 0E4 0上快速设计精确、无漂移、具有温度补偿及可编程的模拟电路。AN1 0E4 0有两种装载配置SRAM的工作模式 :模式 0是微处理器引导模式 ,模式 1是串行ROM引导模式。文中介绍了现场可编程模拟阵列AN1 0E4 0的微处理器配置模式 ,给出了AN1 0E4 0与 5

基于现场可编程模拟阵列FPAA的全波整流器的设计

针对已有的传统整流器,其滤波性能与无源元件的精度、温度变化特性密切相关等的缺点,尝试采用基于开关电容技术的现场可编程模拟阵列(FPAA)芯片AN221E04来实现一个调节简便、成本低的整流滤波器的设计。该设计充分利用了FPAA的优点,提高整流器的精度,减弱温度、电压漂移。且在FPAA中可动态可调控,进一步提高处理的精度和效果。

基于现场可编程模拟阵列的音频测量滤波器的设计及实现

采用新型的开关电容现场可编程模拟阵列FPAA，完成音频测量滤波器的设计、时域仿真和SPICE频域仿真。以设计、仿真实现高性能的20kHz低通滤波器为例，最后下载到一片FPAA芯片中实现。

开关电容现场可编程模拟阵列FPAA的频域SPICE仿真

根据C.F.KURTH和G.S.MOSCHYTZ的采用z域四口等效电路对开关电容网络进行双口分析的理论,以现场可编程模拟阵列FPAA实现的PID控制器为例,建立用于频域仿真的SPICE模型,从而方便地用SPICE软件对PID校正后的整个控制系统的稳定性进行仿真分析。

现场可编程模拟阵列——FPAA

虽然在过去十年里有多种可编程模拟陈列,但是其中几乎都不像数字工程师所用的FPGA(现场可编程逻辑阵列)那样具有可重构灵活性(reconfiguration flexibility).现在,通过将通用模拟源(general-purpose analogne resource)和静态随机访问存储器结构逻辑(static random access memory confignration logic)进行组合,Anadigm公司研制了新型的现场可编程模拟阵列--FPAA(fieldprogrammable analqgue array),使模拟系统的设计发生了革命性的变化.

大型可编程模拟电路阵列FPAA的应用开发

介绍一种大型可编程模拟电路阵列(Field Programmable Analog Array)FPAA的基本结构,应用场所,开发工具和开发过程,给出了一个具体的开发实例。

模拟型演化硬件中可重构器件的比较研究

演化硬件的研究者受困于满足可演化要求的灵活可重构硬件平台的匮乏。一方面,虽然现有商用可重构平台多数具有动态可局部重构能力,但是其设计目的不是用来研究演化硬件的。另外一方面,用户定制的面向演化硬件研究的芯片没有商用化,而且也不太可能在最近走向商用市场。本文研究了两类用来进行模拟演化硬件研究的可重构器件:商用的现场可编程模拟阵列和用户定制的现场可编程三极管阵列。通过比较研究,作者认为在FPTA类定制用于演化的可重构平台商用化之前,在FPAA平台上开展EHW的研究是有意义的,因为FPAA已经具有充分灵活的重构接口和充足的可重配置资源。

基于FPAA的石英音叉陀螺的驱动与解调电路设计

构建了基于现场可编程模拟阵列(FPAA)的石英音叉陀螺的方波驱动与开关解调电路;分析了差分形式的方波驱动与开关解调原理,实现了FPAA芯片所需功能,验证了电路的可行性;实验测试表明,该系统的刻度因子为25mV/(°)s-1,系统1h内的零偏稳定性为1.1351°/s;电路采用DIP封装可重复擦写的SPI EPROM配置FPAA芯片,能够快捷、有效地调试,且操作简单,可以作为理想的石英音叉陀螺的驱动与解调电路实验平台。

基于FPAA与序贯双卡尔曼滤波信息融合的PCR温控

传统PCR(polymerase chain reaction)仪对样品反应池壁温度进行接触式测量与温控,存在测量迟滞大、无法直接控制试剂温度的缺点。研制的电化学实时定量PCR温控系统采用红外温度传感器、热源温度传感器以及环境温度传感器分别测量试剂表面热辐射、热源与反应池壁温度与环境温度,并提出序贯双卡尔曼滤波估计算法对三点温度数据进行信息融合从而估计出试剂表面温度真实值。该算法中迭代卡尔曼滤波器(iterated extended Kalman filter,IEKF)与线性卡尔曼滤波器(Kalman filter,KF)顺序运行,结合了IEKF非线性估计收敛快与KF实时性高的优点,克服了红外测温噪声大,易受环境、被测物热辐射率等因素影响的缺点。试剂温度的估计值作为反馈输入到基于FPAA(field programmable analog array)的可动态配置PID控制器中构成闭环控制,同时微控制器根据不同温控阶段的控制要求对PID控制器进行配置,从而提高温控效率。实验表明,滤波估计后红外测温精度由2℃提高至0.3℃;试剂表面温度监控与可动态配置PID使得PCR温控更加准确高效;PCR产物测试结果优于市面上PCR仪、恒温时间设置更加合理。

基于FPAA技术的工频滤波器设计方法研究

随着电子技术的不断发展,电力电子给人类生活带来便捷时同时也带来许多困扰。交流电路传输时对日常仪器产生电磁干扰,降低了仪器的性能。在此背景下以基于开关电容技术的FPAA芯片AN221E04为例对FPAA技术在工频滤波方面展开研究。首先介绍了FPAA技术特点及软件,然后对设计流程做了详细描述,最后应用软件进行仿真验证设计。软件仿真验证得滤波器阻带为0.4 Hz、通带为2 Hz,在50 Hz在处衰减为80 dB的巴特沃斯工频滤波器,滤波效果达到预期设计要求。

FPAA芯片AN10E40及其应用

可编程模拟阵列FPAA是一种可编程模拟器件 ,很适合中小型模拟电路的设计 ,文章从FPAA器件的工作原理出发 ,详细介绍了Anadigm公司的AN10E40可编程模拟芯片的主要构成及开发工具 。

远程自修复光伏发电监测系统设计

针对光伏发电监测系统现场故障维护成本高问题,提出一种基于可编程器件的远程自修复光伏发电监测系统。该系统实现了光伏发电系统电压、电流、温度、湿度、光照强度实时采集、处理、远程传输以及调理电路在线故障监测及自修复,研究了可编程模拟阵列调理电路的故障诊断及自修复方法。实验表明,该光伏发电监测系统实现了各参数准确、高效采集及远程传输,具有设计简单、开发周期短、适应性强、运行稳定、功耗低等特点。

可仿生自修复的无线传感网络节点设计

为保证无线传感网络的长期稳定运行,提出了一种具有仿生自修复功能的节点设计方法。该方法采用现场可编程模拟阵列(FPAA)实现传感模块内部各电路的信号链路,用信号处理模块监测传感模块内部各电路的工作状态。当传感模块发生异常时,信号处理模块判别其内部异常电路位置,并驱动FPAA启动冗余备份电路,完成了传感模块的信号链路的动态重构,达到了节点自修复的目的。首先介绍了仿生自修复节点的总体设计方案;然后,以应变无线传感网络节点为具体应用对象,设计实现了传感模块可动态重构自修复无线传感网络节点;最后,通过信号异常饱和状态的自修复试验验证了节点的自修复功能。

基于FPAA的模糊自整定PID控制器设计

为提高过程控制的响应速度,提出了一种基于现场可编程模拟阵列(FPAA)模糊自整定PID控制器的硬件实现方法。在8块AN221E04芯片中实现模拟乘法器、求小求和以及除法等单元电路,由各单元电路组合成完整的控制器。作为硬件电路,该控制器与软件编程实现的模糊PID控制器相比具有很强的实时性;作为纯模拟电路,该控制器内部传输信号均为连续值的模拟量,不需要A/D、D/A转换电路,与采用数字电路实现的控制器相比具有电路简单、运算速度快的特点。仿真实验结果表明:基于FPAA的模糊自整定PID控制器超调量小、稳态误差小,控制器响应时间降到了微秒级。

宽范围线性可调OTA的设计及应用

为了解决基本差分式OTA输入范围有限,跨导不能线性调节且调节范围不宽的问题,采用两个平方电路分别为两个基本差分式OTA提供偏置电流,实现了一种跨导宽范围线性可调全差分OTA(LOTA)。通过引入参考电流,解决了电压输入范围和跨导调节范围不能同时增大的矛盾,同时又实现了跨导增益从负到正的范围内连续线性调节。作为应用,利用提出的LOTA作为基本模块实现的二阶通用滤波器可实现极点频率连续线性调节。电路的性能通过PSPICE仿真得到了验证。

传感器PWM输出的FPAA实现

现场可编程模拟阵列是一柔性的电路设计工具,可用来快速、高效、准确地实现各种复杂电路的设计。简要介绍了Motorola公司的MPAA020的特点及开发软件,利用MPAA020实现了压力传感器PWM输出。

基于FPAA的磁性防窃系统设计

磁性防窃系统的应用小到钱包,大到机场安检、超级市场以及图书馆等场所。滤波电路是磁性防窃系统信号调理电路的重要组成部分,其设计直接影响到磁性防窃系统的性能与可靠性。本文提出了一种基于可编程模拟阵列(FPAA)的磁性防窃系统方案,对信号调理电路进行了硬件设计与软件仿真,很好地实现了磁性防窃系统的功能。本文针对模拟电路方案与FPAA方案进行了对比研究,得出了这种高性能价格比的FPAA方案对于模拟电路方案压倒性优势的结果。

基于数字控制线性可调OTA的FPAA

提出了一款基于差分式数字控制线性可调跨导运算放大器(POTA)的低功耗、高性能的现场可编程模拟阵列(FPAA)。可重构模拟单元(CAB)采用差分式POTA电路,提高了电路高频性能和抗共模干扰能力。为了减少通用电容矩阵中寄生电容对电路性能的影响,设计了一款电容倍增器。采用六边形互连网络拓扑结构和开关共享技术,使各CAB之间实现了较好的可编程能力,同时减少了可编程开关数量及开关噪声对电路性能的影响。作为应用,在4′7阵列结构上重构实现了一个可调谐六阶巴特沃斯通用滤波器,通过调节相应开关的控制字可实现电路拓扑结构和参数的改变,从而实现不同的滤波类型和极点频率的调节。电路的性能通过Pspice仿真得到了验证。