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。

改进SPIHT算法及硬件高速实现

基于小波变换的SPIHT图像压缩方案是一种实用高性能图象压缩编码算法,但原始SPIHT算法链表式编码限制了其在高速处理中的应用。本文提出了一种改进的SPIHT压缩编码算法,在确保恢复图像质量与原始算法基本相当的基础上,改进算法可以采用并行流水结构实现,有利于高速处理中的应用,可以对高达40×8Mbit／s的原始图像实时压缩和去压缩。

高速硬件防火墙的结构与关键技术

研究高性能、高安全性的防火墙 ,对于加强网络安全具有至关重要的作用。给出了一个高性能和高安全性的防火墙系统结构 。

基于SPIHT算法的遥感图像高速实现方案

基于小波变换的 SPIHT图像压缩方案是目前公认性能较好的一种实用高性能图像压缩编码算法 ,但原始 SPIHT算法链表式编码限制了其在高速处理中的应用。本文提出了一种改进的 SPIHT压缩编码算法 ,在确保恢复图像质量与原始算法基本上相当的基础上 ,改进算法可以采用并行流水结构实现 ,有利于高速处理中的应用 ,为该算法在遥感图像中的应用提供了理论依据和工程基础。

电力系统故障恢复Petri网模型的硬件实现

应用Petri网络法描述电力系统故障恢复过程,并利用数学规划方法将数学描述和数学推理计算引入电力系统故障恢复控制领域,为实时决策提供必要的条件,具有较高的应用价值。但在Petri网络的实际应用中,由于软件实现过程存在许多问题,如软件项目和复杂度很大、控制周期较长、管理需求变化因素大等,因而限制了Petri网的应用范围。文章采用硬件电路设计并实现电力系统故障恢复的Petri网模型,实现了硬件设计的“软件化”,其优点是结构灵活,通用性很强,系统容易维护和扩展。文章通过分析Petri网的拓扑结构,利用高速硬件描述语言(VHDL)为该Petri网模型进行程序设计,采用现场可编程门阵列(FPGA)获得电力系统故障恢复Petri网模型的硬件实现电路,最后结合算例阐述了具体的技术方案。算例结果表明了该硬件电路的有效性。

FPGA系统设计中硬件资源分配的分析与研究

基于FPGA(现场可编程门阵列)的电子系统设计中,需要用户充分了解芯片内部的各项资源利用情况,包括逻辑单元、RAM、I/O单元、DSP(数字信号处理器)等,以在各种资源利用之间达到一种平衡,从而最大限度地发挥器件的功用。文中研究了基于FPGA的电子系统设计中资源分配问题,以设计基于FPGA的多首音乐演奏芯片为例,说明了两种设计方案,并以Altera公司的FPGA为研究对象,在QuartusⅡ5.0设计平台下得到了不同方案中硬件资源的分配情况,并对实验结果进行了分析与比较。由实验结果可知,对于同一设计任务,采用不同设计方法所占用的FPGA硬件资源是不同的。

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。

基于VHDL的MSK调制解调器的建模与设计

针对传统的最小频移键控(MSK)的调制解调方式,提出一种基于甚高速硬件描述语言(VHDL)的数字式MSK调制解调模型。这种新建模方式便于在目标芯片FPGA/CPLD上实现MSK调制解调功能。新的MSK调制器模型引入一个特殊相位计模块,控制已调信号的相位连续性;新的MSK解调器根据其调制器模型,采用比较器和有特殊关系的计数器来实现。通过理论推导和系统VHDL的编程设计与时序仿真,结果表明新型MSK调制解调器模型在理论和实用上是可行的。

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。

VHDL在CCD驱动电路中的应用

CCD技术被广泛用于非接触式测量,具有广阔的发展前景。介绍了CCD的结构和工作原理,对TCD 1206UD型号的CCD的工作时序做了分析。同时,介绍了CCD驱动时序的VHDL源代码。最后列出采用VHDL制作CCD工作时序的方法,基于这种方法把它用于光学三角法的激光测微头。

可重构RISC微处理器的FPGA实验方案的研究

利用FPGA的可重构特性,设计了一个基于精简指令系统的微处理器。该处理器采用微程序控制器思想,可完成指令的译码、执行以及数据的加工处理,通过Altera公司的QuartusⅡ9.0软件并结合EDA技术完成了核心电路的设计,硬件平台是型号为EP2C8Q240C8的FPGA芯片。该实验方案优势在于开发成本低、功耗低、可重构性,对设计成果进一步改进可适用于大多数嵌入式系统,其硬件可重构的特点对于提高信息安全性也有一定的作用。

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。