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。

基于现场可编程逻辑门阵列的磁控忆阻电路对称动力学行为分析

将含绝对值项的磁控忆阻器引入改进型蔡氏电路,构建新型磁控忆阻混沌电路,通过分岔图与Lyapunov指数谱创新性地观察到系统的对称分岔行为,揭示系统双参数平面内运动状态分布的对称性.同时,基于忆阻电路参数-初值平面的系统运动分布图,分析对称吸引域内系统的多稳态特性,相图的绘制进一步证明电路多稳态现象的存在性.此外,应用现场可编程逻辑门阵列完成电路实验,在数字示波器上捕捉实验结果,证明所构磁控忆阻电路的物理可实现性.

基于现场可编程逻辑门阵列的STM32单片机自动下载通用串行总线的设计

通常对STM32单片机的烧录方式有在系统编程(in-system programming,ISP)与在电路编程(in-circuit programmer,ICP)两种方式,而两种方式都需要安装特定驱动与专业软件的电脑执行,这无疑对受环境限制无法使用电脑或没有一定专业知识的用户造成困扰。本项目利用现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)和STM32协同开发一款可下载固件的通用串行总线(universal serial bus,USB)。受FOTA技术(固件更新技术)的启发,该项目把从电脑端编译好的二进制文件或十六进制文件通过STM32 hal库生成的虚拟USB下载到作为闪存(Flash)的W25Q64芯片里,通过STM32与FPGA的通信,把数据从Flash里取出,通过串口发送给FPGA,把FPGA作为随机存储器(Access Memory,RAM)实现数据流速度可调节的输出。

基于现场可编程门阵列的新型可编程逻辑控制器在线调试技术

针对基于现场可编程门阵列(FPGA)的新型可编程逻辑控制器(FPGA based PLC)的在线监控问题,提出了泛化的基于FPGA技术对嵌入式片上系统(SoC)进行在线监控的方法。该方法设计了一个FPGA片上通信系统,系统内部固化基于UART的ModBus通信协议栈,通过串口与计算机上位机进行通信;采用双口RAM(DRAM)作为与监控对象间共享的数据缓存区,通过中断机制实现缓存数据的同步交换。性能分析结果表明,该方法将SoC处理监控通信的时间百分比降低至0.002%,确保了监控数据传送的实时性,且使SoC能够获得更佳控制性能。在Altera的cycloneⅡ系列芯片开发板上验证了方案的可行性。

基于现场可编程逻辑门阵列的车牌识别系统设计

车牌识别技术在交通管理与执法中发挥了重要作用,但是车牌识别率的提高一直成为难题。本文尝试基于Cyclone集成板运用现场可编程逻辑门阵列技术(FPGA)建立FPGA的硬件开发平台,使用Verilog语言研制一个车牌快速识别系统,设计了其中图像二值化、图像定位、图像分割、字符识别等算法并实现,经测试动态识别率达到95%以上。

基于现场可编程门阵列的RISC处理器设计

基于现场可编程门阵列(FPGA)平台,设计嵌入式精简指令集计算机(RISC)中央处理器(CPU)。参考无内部互锁流水级微处理器(MIPS)指令集制定原则设计CPU指令集,通过分析指令处理过程构建嵌入式CPU的5级流水线,结合数据前推技术和软件编译方法解决流水线相关性问题,并实现CPU的算术逻辑单元、控制单元、指令cache等关键模块设计。验证结果表明,该嵌入式RISC CPU的速度和稳定性均达到设计要求。

用于下一代汽车专用集成电路(ASIC)的嵌入式现场可编程逻辑门阵列(eFPGA)

对于最近研究过新车的任何人来说,很难不注意到汽车电子产品的发展是多么的迅速。仅仅将三年前的汽车安全性技术与今天的技术进行对比,您就会发现摄像头数量已显著增加,以支持诸如全景可视、驾驶员注意力分散监测器、立体视觉摄像头、前向摄像头和多个后视摄像头等应用。除了摄像头,系统功能也增强了,包括自动紧急制动、车道偏离警告、后方盲点检测和交通标志识别等。

基于现场可编程门阵列与Labview的脉冲电源控制系统设计

介绍了基于现场可编程门阵列(FPGA)的等离子体磁约束脉冲电源控制系统的设计与实现。该控制系统采用了虚拟仪器技术、嵌入式控制技术、串行通信技术、光电隔离技术等,提高了系统抗干扰性能以及可编程性,实现了多个脉冲电源模块开关器件间的逻辑互锁、参数设置以及远程监控等功能。控制系统具体由实验室虚拟仪器集成环境(Labview)编写的上位机界面、由硬件语言Verilog HDL 编写的下位机以及专用的光电隔离转换电路组成,用于实现多个脉冲电源充放电的时序控制。实验证明了系统在复杂电磁环境下,运行稳定,性能良好。

基于现场可编程门阵列的硬件时钟同步方法

基于工业以太网的分布式系统为实现高精度的同步数据采集和控制,对时钟同步提出了较高的要求。对基于嵌入式软件的时钟同步方案中同步精度较低的原因进行分析,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的硬件时钟同步方法。使用FPGA对IEEE1588协议进行解析,采用FPGA和硬件描述语言设计时间戳获取、晶振频率补偿和时钟同步算法等模块。对基于工业以太网的分布式系统进行了测试,结果表明系统达到了亚微秒级的精度。

现场可编程门阵列的结构与设计

现场可编程门阵列(FPGA——Field Programmable Gate Array)是上世纪80年代未发展起来的新型大规模集成逻辑嚣件它采用高级计算机辅助设计技术进行器件的开发与设计。

FPGA/CPLD可编程逻辑器件的在系统配置方法

讨论了基于SRAM技术的CPLD/FPGA可编程逻辑器件的编程方法 ,并以ALTERA公司FLEX10系列器件为例 ,提出了一种利用微处理器对可编程逻辑器件进行在系统多方案配置的实用方法。该方法成本低廉、简单易行 ,能在系统复位或上电时自动对器件编程 ,不仅有效的解决了基于SRAM的CPLD/FPGA器件掉电易失性的问题 ,而且使单一芯片可以具有多种逻辑功能 ,实现了该类器件逻辑功能的在系统多方案的灵活配置。

一款半定制可编程逻辑核的设计与验证

介绍了一款可编程逻辑核的设计及验证过程,着重阐述了可编程逻辑核电路设计及CAD设计技术。该可编程逻辑核采用半定制方法设计,在CSMC 0.5μm CMOS工艺上进行了流片,开发了相应的CAD工具以支持该可编程逻辑核的验证。硬件测试结果表明,该可编程逻辑核实现了预期的逻辑电路功能,达到了设计目的。

FPGA中的可编程逻辑模块CLB的设计

基于对商用FPGA的研究,分析设计了一种FPGA中的可编程逻辑模块CLB,并对自主研发设计的CLB的逻辑功能正确性进行了仿真验证.仿真的结果表明,所设计的CLB结构能够实现多达九输入的某些布尔函数和分布式随机存储器的功能,所实现的功能更为通用,所采用的查找表组合结构克服了传统查找表随输入端增加而芯片面积呈几何级数增大的缺点.

FPGA可编程逻辑模块的BIST测试方法

提出了一种针对FPGA可编程逻辑模块的离线BIST测试方法。测试向量生成器(TPG)采用伪穷举法来生成测试向量,输出响应分析器(ORA)采用多输入特征寄存器(Multi-Input Shift Register,MISR)捕获原始输出并进行压缩。在QuatusⅡ9.0中进行了测试实现与仿真。结果表明,该方法不仅能够检测出电路中存在的故障,而且大大提高了测试效率。

一种可编程逻辑器件在原子钟频率综合电路中的应用

针对被动型铷原子频标电路模块中由三极管等数量众多的分立元件搭建的9倍选频放大模拟电路和种类繁多的集成电路搭建的5.3125 MHz综合器电路,给出了数字化电路解决方案。在此新方案中,通过使用一种复杂可编程逻辑器件对锁相环进行编程控制,可以实现对10 MHz参考信号18倍频的精确控制;同时,利用该复杂可编程逻辑器件内部"虚拟"的集成电路对10MHz参考信号进行分频变换可以得到5.3125MHz信号。实际使用证明,这种设计方案具备易于集成、调试简单的优点,在替换原有模拟倍频、综合器功能电路后,成功实现整机锁定,各项性能指标均达到或优于原有水平,使整机向数字化、小型化迈出重要的一步。

现场可编程门阵列的供电

在线座谈(Online Seminar)是中电网于2000年推出的创新服务,通过"视频演示+专家解说+在线问答"三位一体相结合的形式,充分发挥网络平台的便捷性,实现了先进半导体技术提供商与系统设计工程师的实时互动交流,其形式和内容都广受电子行业工程师的好评。本刊每期将挑选一些精华内容整理成文,以飨读者。欲了解更多、更详细的内容,敬请登录http://seminar.eccn.com。

可编程逻辑器件的发展概述

数字集成电路经历了从小规模集成电路(SSI),中规模集成电路(MSI),大规模集成电路(LSI),和超大规模集成电路(VLSI)的发展过程。PLD器件由早期的可编程只读存储器、可编程逻辑阵列、可编程阵列逻辑、通用阵列逻辑发展到复杂可编程逻辑器件和现场可编程门阵列。PLD器件使数字系统的设计更加便利和高效,FPGA/CPLD和ASIC融合的趋势也越来越明显。

一种基于FPGA的可编程数字本振生成方法

近年来,随着相关技术的不断发展,基于现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的直接数字频率合成技术(Direct Digital Synthesizer,DDS)已成为目前主流的信号合成技术,广泛应用于雷达、通信、国防等领域。然而,受限于FPGA的系统时钟,合成信号的频率范围有限。为了使合成信号获得更大的频率范围和更高的采样频率,提出一种可编程数字本振生成方法,并将该方法应用于频谱分析仪的数字本振频率合成上。实践证明,该方法能够准确产生需要的可变本振信号,且频率范围不受系统时钟频率限制。

PLBMAP:高性能通用FPGA可编程逻辑块映射算法

研究了一种低复杂度、高利用率、高性能的通用FPGA逻辑块映射算法。基本思想包括为降低算法复杂度而提出的将组合电路与时序电路分开映射、对逻辑单元分层；引入匹配度系数以提高逻辑单元的利用率。从而在算法的性能和速度两方面均得到了较好的突破：平均性能比现存通用映射算法提高了12.59％，平均运行时间可以降低10^2～10^3倍。