基于超高速硬件描述语言的快速数字锁相环设计

文章介绍了一种新型的数字锁相电路,通过设置相位差时间闸门的方法进行快速锁相。仿真分析表明,该电路在相同相位误差条件下可以显著提高传统的超前-滞后型数字锁相环的锁相速度。

μC/OS-Ⅱ任务管理的硬件实现

针对实时操作系统的开销导致应用程序可执行性降低的问题,提出了基于FPGA的硬件实时操作系统设计方案,实现了μC/OS-Ⅱ任务管理模块的硬件化。采用FPGA片内寄存器实现等待任务列表,并设计了相应的硬件电路访问该表,节省了系统由于频繁访存而浪费的时间。通过设计基于片内寄存器的TCB及基于组合电路的任务调度器,充分发挥了多任务潜在的并行性。整个设计采用VHDL,通过ISE8.2软件时序仿真验证。仿真结果表明,利用硬件实现减少了任务运行时间,使其在一些实时性要求较高的场合得到应用成为可能。

基于FPGA技术的高速数控DDA插补器的设计与研究

文章介绍了采用FPGA技术设计的高速数控DDA硬件插补器。利用VHDL语言和原理图相结合的方法进行编程,实现了基于FPGA技术的高速数控DDA插补器。选用Cyclone系列的EP1C3T144C8芯片设计数字积分法插补器,通过QUARTUSⅡ9.0软件进行编译仿真。实验数据分析表明在40MHz的时钟频率下,实现0.1μm的插补精度,理论上可达到60m/min的插补进给速度。该插补器可与上位机构成具有粗、精插补功能的运动控制系统,来实现高速、高精度的各种直线和复杂曲线的运动控制。

一种高速卷积编解码器的FPGA实现

在现场可编程逻辑器件(FPGA)的基础上,采用模块化设计,将超高速集成电路硬件描述语言(VHDL)和原理图混合输入,设计了一种可实现数据高速传输的卷积编码器和维特比译码器。在编码器和译码器中采用(7,3/4)增信删余方式以提高编译码效率。设计的维特比译码器速率可达100Mb/s。

在系统可编程技术在电法发送机设计中的应用

介绍了在系统可编程器件LC4256 100T的器件结构,并以此设计了地球物理勘探中多功能电法发送机的信号发生和逻辑控制部分,给出了发送机设计的系统结构图。主控模块包括分频器、时序状态机、多路选择器、波形合成、同步输出等电路,各功能模块均以超高速硬件描述语言 VHDL作为设计输入,并在集成开发套件 ispLever3.0中进行了器件适配及计算机仿真验证。利用可编程器件丰富的片上资源,将计数器、分频器、多路选择器、控制器、波形合成、过流保护等电路集成于单片上,减少了外围器件,降低了功耗,提高了仪器性能。实践结果表明:发送机具有在系统可重构功能的能力,可产生16种信号波形,频点丰富,可用于开展多种电法勘探方法;密频比设计可有效地提高对地层的分辨力。

用CPLD设计高精度超声液位检测系统

为了稳定、精确地测量液位,通过运用复杂可编程逻辑器件控制超声波的发射和接收以及单片机进行数据运算的方法设计了超声波液位检测系统,该系统测量误差远远小于1mm。

基于FPGA的通用型自动配料控制系统的设计

介绍了基于FPGA的通用型自动配料控制系统的设计和工程实现过程;设计采用了可编程逻辑器件FPGA,并基于超高速硬件描述语言VHDL在Xilinx公司的SpartanⅡ系列的XC2S100ePQ208-6芯片上编程实现;该系统由控制器、存储器、分频器、计数器、串口通讯、微型打印机及显示译码器组成;该设计可以完成人为设定参数,由控制系统调用运行,并可完成手动及自动配料,并在自动配料后对各个数据进行统计,产生相应的各种报表。

基于FPGA的DPLL设计与仿真实现

本文分析了超前滞后型数字锁相环(LL-DPLL)的基本组成和工作原理,用VHDL语言对该系统进行了设计,给出了数字锁相环电路3个主要模块的设计方法及仿真结果,得到了该系统的顶层电路,最后根据整个系统的仿真结果分析了系统的稳态性能。整个系统的锁相环部分达到了锁定速度快、相位抖动小、锁定精度高的结果。

OFDM中FFT处理器的设计及FPGA实现

介绍了OFDM技术及其应用在电力线通信中的优势,并指出了FFT的高速实现在OFDM中的关键性。针对OFDM中FFT的运算要求,研究了一种易于FPGA实现的FFT处理单元的方案。该方案采用基2DIT-FFT算法以及单元结构的设计思路,给出了改进的基于顺序处理的FFT结构。用VHDL语言对各个模块进行编程,并在QuartusⅡ软件环境下综合仿真,时序分析结果与MATLAB计算结果相比验证了设计的正确性,可以满足某些OFDM系统的需求。

基于FPGA的真空镀膜机控制系统参数设定和调用模块的设计

介绍基于FPGA的太阳能真空集热管磁控溅射镀膜机参数设定和调用模块的设计过程。利用可编程逻辑器件FPGA,并基于超高速硬件描述语言VHDL在Xilinx公司的SpartanⅡ系列的XC2S2005PQ208芯片上编程实现,实现了控制过程中人为设定参数,运行过程中直接调用该参数的功能。该方法简单易行,提高了镀膜工艺和技术。

基于知识(规则)的高层次工艺映射方法

该文研究高级综合结果与后端工艺的衔接问题。提出一种基于知识的高层次工艺映射方法。深入研究其中知识表示、知识运用和知识获取等各个重要环节。包括:(1)提出一种表达电路结构知识的扩充产生式表示;(2)提出基于超高速硬件描述语言(VHDL)的工艺映射知识获取方法;(3)给出知识运用的求解控制策略和算法;(4)提出一种能查出冗余性和矛盾性的半自动知识库维护方法;(5)提出将算法嵌入知识系统,降低知识库复杂度的实用化方法。所实现的系统已完成与三种工艺衔接,验证了本文工作。

基于FPGA的太阳能真空集热管磁控溅射镀膜机控制系统的设计

介绍了基于FPGA的太阳能真空集热管磁控溅射镀膜机控制系统的整体设计和工程实现过程。该设计以可编程逻辑器件为核心控制部件,它由工序控制流程模块、参数设置及调用模块和通讯模块三个模块组成;并基于超高速硬件描述语言在Xilinx公司SpartanⅡ系列的XC2S2005PQ-208芯片上编程实现;结合先进的人机界面触摸屏,直观地监控整个工艺过程,实现对太阳能真空集热管磁控溅射镀膜机较理想的控制。

基于FPGA的汉字点阵显示系统设计

利用可编程逻辑器件设计了一个16×16的LED点阵显示系统,通过设计VHDL程序从EEPROM(AT28C64)中取出相应的汉字代码,经过FPGA处理后,送给LED点阵显示,在相应电路控制下,能够变换不同的汉字。具有广泛的应用价值。

FPGA在程控数字交换机中的应用研究

针对现有程控数字交换机大多采用传统搭积木式(即用器件搭成电路板)的设计方法,提出用现场可编程门阵列(FPGA)技术设计的新思路,并通过VHDL语言设计给出了仿真结果,结果表明,用FPGA设计的数字程控交换模块具有硬件结构简单、性能良好、功能易于升级等优点.

基于运动控制卡的两轴转台控制系统设计

为了安全快捷地获取数控系统及航空模型等研究领域不便测取的相关参数,提出了搭建一套仿真测试平台的方案。借助mesa运动控制卡,用VHDL(超高速集成电路硬件描述语言)进行底层控制软模块设计,同时调用Linux操作系统环境下Matlab中设计的闭环控制器,实现对两轴转台的精确控制。测试实验结果表明,该全数字脉冲转台控制系统可以精确稳定运行,适用于多种系统精准参数的测量以及小型系统的稳定性、可靠性等性能仿真测试。

VHDL数字系统设计实验教学研究

VHDL数字系统设计实验课程已建成立体化教学资源,自主开发了EDA实验平台,建成含课堂视频、实验指导视频、电子教案、网上信息发布、师生互动等的课程网站;还精心设计了实验内容,安排了由浅入深的基本模块电路设计、简单综合设计、接近工程实际的复杂设计3个层次实验;改革实验教学方法,提供全方位的实验教学指导;加强学生实验过程管理,开发并使用了现场电脑打分系统;完善有效的实验考核方案。结果表明:该一系列措施在实验教学体系建设方面取得了较好成绩,使实践课达到了教学直观和知识系统化的目的,学生普遍反映受益匪浅。

采用FPGA技术实现DDA插补算法的研究

在Xilinx ISE开发平台上,运用硬件描述语言VHDL设计了DDA直线插补程序与DDA圆弧插补程序,并使用ModelSIM6.1进行功能仿真,选用Xilinx公司Spartan-3E系列的器件进行下载配置,硬化实现了DDA插补算法。

航空泵用BLDCM的CPLD转速闭环控制

针对航空泵类负载驱动用无刷直流电动机(BLDCM)的控制特点,结合复杂可编程逻辑器件(CPLD)的功能,在常规控制方法的基础上,提出了基于CPLD的BLDCM转速闭环控制方法。新方法简化了系统的复杂度,具有灵活的滤波形式。重点研究了故障状态的保护,转速闭环的实现以及电流反馈信号的处理,并给出了相关的软硬件设计,实践证明:该方法使得系统具有抗干扰能力强,可靠性高,系统简单和低成本的特点。

用VHDL语言在CPLD/FPGA上实现浮点运算

介绍了用VHDL语言在硬件芯片上实现浮点加/减法、浮点乘法运算的方法,并以Altera公司的FLEX10K系列产品为硬件平台,以MaxplusII为软件工具,实现了6点实序列浮点加/减法运算和浮点乘法运算.

高精度中频双极性PWM信号发生器的FPGA实现

针对DSP芯片的PWM驱动信号精度与载波频率不能兼顾的矛盾,提出了一种基于FPGA器件的高精度中频双极性PWM信号发生器,该PWM信号发生器采用VHDL语言予以实现,具有集成度高、抗干扰能力强、中频范围内频率可调而不改变PWM精度的特点。仿真结果表明在中频范围内,该PWM信号发生器可以方便的改变PWM驱动信号频率,而其精度不会变化。在长脉冲激光驱动电路中实验中,该PWM信号发生器很好地解决了PWM精度与频率之间的矛盾,并具有较强的抗干扰能力。