大规模可编程逻辑器件在频率综合器中的应用

分析目前雷达频率综合器对频综控制电路的要求 ,提出大规模可编程逻辑器件在频综控制电路中应用的优点 ,并给出一个将

可编程门阵列WM-TDLAS气体检测系统设计及应用

本文基于可编程逻辑门阵列(field programmable gate array,FPGA)快速处理数字信号及多线程优势,结合波长调制可调谐半导体激光吸收光谱(WM-TDLAS)技术,研制可编程门阵列WM-TDLAS二氧化碳浓度检测系统。根据应用功能需求,利用FPGA芯片的逻辑门阵列可编程特性,设计了具备信号采集及调制、谐波解调功能的数字化锁相放大器(digital lock-in amplifier,DLIA)。为验证其性能进行谐波提取测试、Q值、抗噪声实验,结果表明目标频率提取线性度达99.99%,Q值可达45。在对不同信噪比信号进行谐波提取实验中,当信噪比为43 dB时,均值最大相对误差仅为0.91%。采用中心波长1572 nm分布式反馈激光器作为光源,覆盖选定的6360 cm−1处吸收线,密集多通气体吸收池有效光程14 m,开展了气体浓度检测实验。系统检测浓度与二次谐波幅值拟合线性度为99.982%,通过提升扫描波长频率,系统可在0.1 s获取浓度值。艾伦(Allan)方差结果表明,当积分时间为44 s时,系统的检测下限为1.86 ppm。实验结果表明,该可编程门阵列WM-TDLAS检测系统具有检测精度高、响应速度快、稳定性强和小型化的特点,可用于实际应用中浓度实时监测。

基于国产可编程逻辑门阵列的近钻头随钻测量系统设计

在地质勘探、煤矿开采、石油钻井以及地热资源开发中,近钻头随钻测量在实时探测工具姿态等工程参数和地层的地质参数、实施导向钻井中发挥着重要的作用。本文介绍了随钻测量系统的工作原理,重点描述了姿态角的物理模型以及解算方法;同时,基于国产化耐高温的可编程逻辑门阵列(FPGA)芯片、三轴加速度传感器、三轴磁阻传感器,进行了近钻头随钻测量系统的设计。测试实验结果表明,系统性能指标可满足实际工程应用。

多值可编程逻辑阵列的优化设计技术

引入了一种多功能文字电路 ,并讨论了其基本实现。通过使用该电路 ,并以四值逻辑加法器的设计为例 ,进行了 I型和 II型的多值可编程逻辑阵列设计。这种电路减少了所设计多值可编程逻辑阵列的规模。

采用嵌入式处理器与可编程逻辑阵列的分布式圆机控制系统设计

为提高国产高档针织圆机的控制技术,针对现有圆机控制系统因采用集中式控制方式而存在系统扩展性较差,稳定性不够,控制对象复杂多样等问题,采用集中管理分散控制的分布式层次化结构体系,运用嵌入式控制技术,使用模块化电路设计方法,开发了一种基于嵌入式处理器STM32与可编程逻辑阵列(FPGA)的分布式圆机控制系统。实际应用表明,该系统不仅实现了圆机控制系统的所有功能,而且具有系统稳定性高,可扩展性好,控制容易等特点,从而极大地提高了控制系统的实时性。

基于小波和可编程逻辑阵列的爆震控制

为提高汽油机爆震检测和控制精度,将离散小波变换算法和基于FPGA(Field-Program-mable Gate Array)的数字信号处理技术应用于爆震控制中.利用离散小波变换从汽油机的振动信号中提取出了轻微爆震特征,提出一种根据小波子带信号相对能量大小来评价爆震强度的指标和一种基于爆震反馈的点火提前角的控制策略.建立了基于小波算法的爆震控制模型,并进行了仿真实验验证,且将该模型在FPGA硬件上实现.结果表明:基于小波和FPGA的爆震控制方法能准确诊断出爆震,且适合于实时控制,能使汽油机在轻微爆震区工作,有利于提高汽油机的性能.

可编程逻辑器件在红外焦平面阵列读出电路信号源中的应用

读出电路是红外焦平面器件研究的关键技术之一。文中首先介绍了可编程逻辑器件用于红外焦平面阵列读出电路信号源中的优点及红外焦平面读出电路信号源的特殊性 ,然后介绍了用于测试所研制的两种读出电路的信号源设计。

一种密码专用可编程逻辑阵列的分组密码能效模型及其映射算法

密码专用可编程逻辑阵列(CSPLA)是一种数据流驱动的密码处理结构,该文针对不同规模的阵列结构和密码算法映射实现能效关系的问题,首先以CSPLA的特定硬件结构为基础,以分组密码的高能效实现为切入点,建立基于该结构的分组密码算法映射能效模型并分析影响能效的相关因素,然后进一步根据阵列结构上算法映射的基本过程提出映射算法,最后选取几种典型的分组密码算法分别在不同规模的阵列进行映射实验。结果表明越大的规模并不一定能够带来越高的能效,为取得映射的最佳能效,阵列的规模参数应当与具体的硬件资源限制和密码算法运算需求相匹配,C S P L A规模为4×4~4×6时映射取得最优能效,A E S算法最优能效为33.68 Mbps/mW,对比其它密码处理结构,CSPLA具有较优的能效特性。

基于现场可编程逻辑门阵列的多优先级改进型载波感知多址协议在Ad Hoc网络中的实现和性能

Ad Hoc网络因为无需架设网络设施、抗毁性强等特点,常用于军事领域和一些极端自然环境中。媒体访问控制层的随机多址协议在Ad Hoc网络中有着重要的应用,而多址协议的时延和可靠性是制约Ad Hoc网络传输质量的关键性因素。针对这两个关键性因素,改进传统的随机多址接入控制协议,设计改进型三维概率载波感知多址(CSMA)协议模型,可保证在到达率较高情况下依然具有较好的吞吐量,并进一步改善协议可靠性。为不同的发送节点设定不同的优先级,实现区分服务,进而增强信道资源的有效利用。结果表明:与传统的1坚持CSMA协议比较,改进型三维概率CSMA协议减少了时延且吞吐量最大值增长24.34%;根据协议原理设计基于现场可编程逻辑门阵列的多优先级改进型三维概率CSMA协议的硬件系统,可以提高Ad Hoc网络传输的可靠性。

基于可编程逻辑阵列的RS232至RS422的串行口扩展电路

介绍了利用可编程逻辑阵列把1路RS232扩展至4路RS422的串行口电路设计方法。该扩展电路不占用PC系统资源 ,同时具有结构简单 ,使用方便 ,通用性和可补性强等特点 ,可广泛应用于主从式多机通讯系统中。

一种大规模光开关阵列驱动控制电路设计方法

提出了一种大规模光开关阵列驱动控制电路的设计方法,创造性地使用FPGA控制数模转换器和高速开关实现了高电平、低电平可任意调节,通过方案整体设计、电路设计、软件设计相结合的方法,完整介绍了一种新型大规模光开关阵列驱动控制电路的设计原理。试验表明控制电路切换速度小于2 ns。

基于可编程逻辑阵列的SMT检测步进电机控制设计实现

对SMT检测定位高精度的要求,提出步进电机运动控制方案,以AT89C55单片机为控制核心,利用可编程逻辑阵列器件G A L 1 6 V 8作为环形脉冲分配器,控制步进电机。给出了软硬件设计实现方法。

基于可编程逻辑阵列的SMT检测步进电机脉冲分配器的设计与实现

针对SMT检测定位高精度的要求,提出了步进电机运动控制方案,以AT89C55单片机为控制核心,利用可编程逻辑阵列器件GAL16V8作为环形脉冲分配器,实现步进电机的控制。给出了软硬件设计方法。

可编程逻辑阵列（PLA）自动版图生成器

可编程逻辑阵列ＰＬＡ自动版图生成器可以使设计者快速地得到宏单元，从电路盒物理版图的细节中解放出来。因ＰＬＡ较低的设计费用和可编程的特点，生成器对于实现电路中的控制部分十分有效。ＰＬＡ自动版图生成器在国内首次实现了ＰＬＡ由逻辑输入到版图生成的自动设计。

基于QCA可编程逻辑阵列单元的元胞缺陷研究

介绍了一种量子元胞自动机(QCA)可编程逻辑阵列结构,该结构可用于实现量子元胞自动机大规模可编程逻辑电路,采用QCADesigner仿真软件研究了元胞缺失、移位缺陷和未对准缺陷对可编程逻辑阵列单元逻辑功能的影响。得出了特定结构下,每个元胞移位缺陷和未对准缺陷的最大错位距离,以及导线模式中存在特定位置的8个可缺失元胞。这为缺陷单元的应用提供了一个具体的参数标准,提高了PLA阵列的单元利用率。

在规模可编程逻辑器件在激光选区烧结成型控制系统中的应用

介绍大规模可编程逻辑器件（ＣＰＬＤ）在激光选区烧结成型（ＳＬＳ）控制系统中的应用。ＣＰＬＤ具有固定功能集成电路所不能比拟的诸多特性，ＣＰＬＤ的采用提高了控制系统的集成度、可靠性及系统的可重构性。

磁控二氧化钛忆阻混沌系统及现场可编程逻辑门阵列硬件实现

忆阻器作为混沌系统的非线性部分,能够提高混沌系统的信号随机性和复杂度,减小系统的物理尺寸.本文将磁控二氧化钛忆阻器应用到一个新的三维自治混沌系统中,通过理论推导和数值仿真,从平衡点的稳定性、Lyapunov指数谱、庞加莱截面和功率谱等方面研究了该系统的动力学特性,并详细讨论了不同参数变化对系统相图和平衡点稳定性的影响.有趣的是,在改变参数的情况下,系统的吸引子会产生翻转、混沌程度加剧和混叠的现象,说明该忆阻混沌系统具有丰富的动力学行为.此外,本文将改进的牛顿迭代法运用于现场可编程逻辑门阵列技术中,巧妙设计出一种只迭代3次就能达到所需精度的开方运算器,从而硬件实现了该忆阻混沌系统.这突破了以往忆阻器混沌系统只能在计算机模拟平台仿真的瓶颈,为进一步研究忆阻混沌系统及其在保密通信、信息处理中的应用提供了参考.

多值DYL可编程逻辑阵列及其复杂性

本文提出一种采用多元逻辑电路（ＤＹＬ）的多值可编程逻辑阵列．该阵列由输入译码器，二值“或非”阵列，二值“或”阵列及输出译码器四部分组成，具有规则的形状和简单的结构，并且易于实现超大规模集成．此外还讨论了该阵列的逻辑设计和结构复杂性．用这种阵列实现一个任意ｐ值ｎ变量函数，所需的最大存储单元数为：ｎ（Ｐ－１）Ｐｎ＋（Ｐ－１）２Ｐｎ－１．

基于可编程逻辑阵列的索贝尔边缘检测算法的两种实现方案

基于可编程逻辑阵列(FPGA)的片上可编程及并行流水线具有处理快、实时性等优点,采用Quartus II自带知识产权(IP)核进行设计的方案耗资源多,处理速度慢,针对于此提出了改进的索贝尔(Sobel)算子方案,使以上缺点得到改善;结合Matlab和Modelsim对这两种方案的仿真和验证结果表明,改进后的Sobel算子方案明显优于Quartus II自带IP核进行设计的方案,并且能很好地实现图像边缘检测,减少了偏差.

基于现场可编程逻辑门阵列的超声波管道测厚

根据超声波基本原理以及现场可编程逻辑门阵列(FPGA)技术设计了超声波测厚仪及超声波轮式探头,并且实现了基于FPGA的信号处理的软件编程。对管径φ139.7mm,标称壁厚h 7.72mm的标准样管的测量实验结果表明:本文所设计的系统可靠性好,抗干扰能力强,测量精度高,测量误差小于0.1 mm。