基于DSP28335的FPGA软件在线升级方法

在DSP+FPGA架构的嵌入式系统中,一些产品不具备拆卸外壳通过JTAG接口进行软件升级的条件。针对这一问题,提出了一种基于TMS320F28335的FPGA软件在线升级方法。该方法通过上位机将FPGA代码发送给TMS320F28335,TMS320F28335通过GPIO模拟JTAG时序,完成对配置PROM芯片的擦除、编程和校验操作,重新上电后FPGA从配置PROM加载新程序。在理论分析的基础上,给出了所提方法的硬件原理图和软件实现流程。大量实验结果表明,该方法具有较好的可行性、稳定性和可靠性,可以实现DSP+FPGA架构下不拆产品就可升级FPGA软件的目的。

基于DSP+FPGA的旋转平台自抗扰控制方法

旋转平台在低速运转过程中易产生非线性摩擦,由于非线性因素的影响,传统PID算法的控制效果远不能满足超精密运动平台定位精度高、响应快速等要求。因此,设计了基于DSP+FPGA的旋转平台自抗扰控制算法(active disturbance rejection control,ADRC),利用扩张状态观测器(extend states observer,ESO)对系统内外部未知扰动进行实时估计并予以补偿,提升系统响应速度,增强鲁棒性与抗干扰能力。最后,通过正弦扫描实验进行验证,PID对正弦输入信号无法及时响应,超调明显;ADRC响应迅速,稳态误差波动小。相比PID,ADRC最大跟踪误差降低79.5%,跟踪误差平均值降低65.4%。

基于FPGA的DSP与ARINC429总线控制器接口设计

提出了一种基于FPGA的DSP与ARINC429总线控制器的接口设计方法和电路,该设计方法也适用于DSP与串口控制器、CAN控制器等接口的扩展设计。首先,分析了TMS320C6713 EMIF与HI-8582的主要信号与时序,表明通过FPGA实现译码逻辑和时序控制就可实现TMS320C6713与HI-8582之间的通信;接着,给出了详细的硬件设计和接口逻辑设计;然后,讨论了ARINC429总线驱动软件设计;最后,通过环境试验和实际应用验证了该接口电路工作稳定可靠。

基于FPGA和多核DSP的雷达信号处理架构的分析

本文针对目前雷达信号处理的应用需求,结合雷达系统的硬件结构和运算处理特点,提出了一种基于FPGA和多核DSP的信号处理架构。该架构采用FPGA作为高速数据缓冲器,同时以多核DSP为核心组成信号处理系统,并利用FPGA的内部结构设计了信号处理系统的底层拓扑结构。实验结果表明,基于此架构设计的信号处理系统可以满足雷达系统对实时性和精度要求,同时可为后续更多算法和更复杂算法的实现提供硬件平台支撑。同时,该架构也可应用于其他高速数据传输、大容量数据存储等场合,具有重要的工程实践价值。

基于FPGA和DSP的核磁共振两相流采集系统

为了满足石油工业中核磁共振两相流采集系统的高精度、低成本、小型化等需求,实现对核磁共振FID信号的采集、存储、传输及显示,设计了基于DSP和FPGA的核磁共振两相流采集系统。系统采用模块化设计,主要包括AD信号采集模块、双核控制传输模块以及上位机显示模块。采集过程主要依靠FPGA控制ADC完成数据的采集、存储、传输。然后通过DSP设计最优滤波器完成对信号的去噪处理,再由串口将数据传输给上位机进行反演处理以及显示。实验结果表明:该系统能够实现FID信号的采集、存储、传输及显示,去噪后的信号信噪比提升了34.6%,反演处理后的T2谱可以识别出不同含水率下的两相流。

基于DSP+FPGA线性结构的计算机图像处理系统设计

以DSP为主要处理器的数字信号处理器加FPGA技术作为辅助工具的高性能实时图像处理系统,利用两种芯片各自的优点,将其中的算法分成两部分,分别交给DSP和FPGA进行处理。因此,该方法的性能得到极大提升。基于上述背景,文章设计了以DSP和FPGA线性结构为基础的计算机图像处理系统。该系统结构简单,而且运行容易,通过加入相关的程序,可以高效地对图像进行识别、跟踪及匹配等。试验表明:该方法实时性和实用性强,可以很好地满足实际应用的要求。

基于FPGA+DSP的光纤数据传输电路设计

随着信息传输技术的推陈出新和航天技术的更新迭代,系统内数据总量越来越大,带宽需求和速度要求越来越高。这对传输效率提出了更高的要求,传统传输方式已不满足高速数据传输要求的现状。而光纤传输凭借大容量、宽频带、抗干扰强等优势,使光纤数据传输电路成为重点研究课题之一。光纤数据传输电路属于外系统等效器项目的硬件平台,文中依据项目设计要求、电路试验需求和数据传输的研究现状,设计一种基于FPGA+DSP的光纤数据传输电路,符合FC⁃AE⁃1553光纤总线标准。各类模拟信号通过多模光纤、光接口转换器和光电模块向测量设备接收和发送信号,数据处理通过FPGA与DSP间异步通信EMIF总线进行实时交互。搭建电路测试平台对光纤数据传输电路各功能进行验证,实现外系统等效器的光信号传输和处理测试。结果表明:所设计电路工作稳定,向测量设备传输光信号满足2.5 Gb/s速率,没有出现漏采、漏传、重复采集、重复传输的现象。

DSP+FPGA的EMIF通信系统设计与实现

数字信号处理(Digital Signal Process,DSP)+可编程阵列逻辑(Field Program Gate Way,FPGA)正在广泛应用于复杂的数字信号处理领域。针对DSP与FPGA单个处理器性能有限、不够灵活等问题.提出DSP+FPGA架构的系统设计方案.基于TMS320C6748(DSP)和EP3C40Q240C8N(FPGA)芯片的外部存储器接口(External Memory Interface,EMIF)实现了DSP+FPGA的协同处理系统。该系统利用FPGA在底层算法的优势与DSP在复杂算法的优势,具有硬件结构灵活、通用性强等特点,相较于单个芯片提高了系统性能,经过测试该系统运行稳定,无误码时通信速率可达到20 MB/s.

基于FPGA与DSP架构的接收机设计

该文以接收机设计和实现为目标,介绍了全球导航卫星系统测量原理、工程设计方案、测试方法和测试结果。在硬件架构上,采用了基于软件无线电思想的FPGA+DPS平台来实现接收机定位算法。其中,射频前端采用MAX2769单芯片解决方案,FPGA完成基带信号处理,DSP完成控制和定位解算功能。采用了GSS6560导航星模拟器对设计方案进行验证,经过数据统计在理想情况下位置测量均方误差为6.49 m,速度测量均方误差为0.17 m/s,测试结果证明了该设计方案的可行性。

安全自主可控的国产化FPGA神经网络部署框架研究

针对现有的深度学习边缘应用依赖非国产FPGA架构和加密IP实现产生潜在的安全问题,并且难以快速部署在IP不足、尚在发展中的国产化FPGA平台,设计了一种基于国产FPGA的神经网络硬件部署框架,配备独立于FPGA厂商的硬件IP库,实现国产FPGA神经网络部署的安全自主可控,并以此为基础进行了验证性实验。实验结果表明,本文所提出的神经网络部署框架具备实用功能,基于所提出框架能够实现国产FPGA神经网络快速部署,并且基于框架实现的16位精度Lenet5网络推理速度提高了6.67倍,仅为0.024 ms,GOPS吞吐率提升了5.13倍,达到147.8 GOPS;框架针对卷积计算转矩阵的数据降维进行了特定优化,相比基于Intel Xeon E 2276M CPU,进行卷积数据预转换加速了124.9倍。

基于DSP+FPGA的电源控制器在水电解制氢系统中的应用

氢能的制造和利用是世界能源发展的大趋势,为了保证水电解制氢系统的高效运行,对制氢系统的“心脏”电源也有了更新的要求。制氢电源需要具有低压大电流能力、长时间稳定运行能力、低输出电流纹波等。文中提出了一种基于DSP+FPGA架构的电源控制系统,并形成产品应用到制氢系统中,保障氢气的生产,为制氢电源的发展方向提供参考。

基于DSP+FPGA的计算机模块设计

计算机模块电路是导航系统的关键电路,其工作任务主要是数据运算处理及通过RS422总线、ARINC429总线、SPI总线等与其他设备进行数据信息的交互。针对计算机模块对运算处理能力的要求以及多通信接口的需求,提出了一种基于DSP+FPGA的模块设计方案,其中,DSP负责系统数据运算处理,FPGA负责外部接口控制逻辑,介绍了模块关键电路的硬件设计、逻辑设计及软件设计。经调试测试,计算机模块运行稳定可靠,证明了该架构设计的可行性,具有广泛的应用前景。

基于DSP+FPGA的三相交流发电机功率因数确定方法

针对三相交流发电机运行状态分析及故障快速保护需求,研究三相交流发电机功率因数在DSP及FPGA平台下的快速确定方法。结合抗干扰的需求与DSP及FPGA算法实现的差异,对三相交流发电机功率因数的确定在两个平台上进行算法分析。根据DSP无法直接进行根号运算的特点,提出基于近似计算的方式对发电机功率因数进行确定的方法;根据FPGA难以进行根号、除法运算的特点,提出基.于锁相环的方式对发电机功率因数进行确定的方法。理论分析与仿真结果表明,通过DSP计算的发.电机功率因数角小于40°时,误差低于06%,在相电压与相电流存在高频干扰信号的条件下,通过FPGA所确定的发电机功率因数误差为006%,则所提出的基于DSP+FPGA功率因数确定方法有效可行。

基于DSP与FPGA的蓝牙数据采集系统设计

DSP和FPGA的协同控制处理结构,可以使系统更加稳定、可靠。在数据采集和传输过程中,DSP和FPGA相互协作,使系统拥有更好的容错和稳定性,且可避免单一处理器产生的系统崩溃、数据错误等问题。此外,协同控制处理结构还能提高系统的实时性和并行处理能力。在进行多通道数据处理时,可以同时处理多个信号,不仅提高了处理速度,还在保证数据准确性的前提下,提高了系统的稳定性。总之,采用DSP和FPGA的协同控制处理结构,以蓝牙为数据传输方式,不仅提高了数据采集系统的性能,还提高了系统可靠性和用户使用体验,使其可以在各种环境或特殊场所中得到应用。

基于DSP的图像目标跟踪算法设计与实现

为了准确地检测和定位图像中的目标,并在连续帧之间实现目标的持续跟踪,该文提出了一种基于数字信号处理(DSP)的图像目标跟踪算法的设计与实现。目标跟踪是计算机视觉领域中的重要任务之一,该文深入研究了图像目标跟踪技术,研究了MeanShift算法的理论和实现过程,以及用MeanShift算法进行目标跟踪的流程,根据设计方案的需求选择了DSP与FPGA相结合的总体架构,将目标跟踪算法与嵌入式硬件平台相结合。该文采用“先识别、后跟踪”的方式实现了图像的目标跟踪。通过实验证明,基于DSP的图像目标跟踪算法在实时性、准确性和稳定性方面都取得了较好的效果。

DSP+FPGA折反射全景视频处理系统中双核高速数据通信

对于嵌入式折反射全景视频处理系统,由于计算量大,一般采用多处理器协同的结构,但在该结构下多个处理器之间需要进行高速的数据通信。该文提出一种基于DSP+FPGA架构的双核高速数据通信方法,该方法通过基于地址总线的控制指令编码解析方法协同双核工作,通过逆向波形分析和基于乒乓缓存的间接DMA通信方式,实现DSP与FPGA之间的双核DMA数据通信。实验结果表明,使用上述方法实现的DSP与FPGA之间数据通信速度高达585MBps。

FPGA+DSP异构视频处理系统中基于SRIO的数据高效传输方法

数据传输一直是影响嵌入式视频系统实时处理能力的关键环节.随着视频应用的多路化和高清化,混合多处理器结构已成为嵌入式视频处理系统的主要发展趋势,异构处理器之间数据的高效传输对系统性能的影响变得比以前更加突出.文中针对FPGA+DSP异构视频处理系统中的数据传输问题,在分析处理器结构和视频数据格式特征的基础上,提出了一种基于高速串行接口SRIO(Serial Rapid I/O)的数据高效传输方法.该方法分别以FPGA、DSP作为系统的传输、处理核心,在FPGA处理器上采用视频三分量数据重组方法并使用包头信息较小的SRIO流写事务SWRITE(Streaming Write),简化视频传输格式的同时提高了SRIO视频数据包的传输效率;在DSP处理器上通过预定义接收端数据存储单元和采用简洁的SRIO门铃事务(DOORBELL)应答机制,节约了DSP在传输过程中的时间开销.实验结果表明,文中设计的SRIO高效传输方法在占用较少的FPGA资源的条件下传输速度达理论值的81%以上.

一种基于DSP+FPGA技术的实时红外图像直方图均衡器

直方图均衡是一种简单但非常有效的图像增强方法 ,已有的直方图均衡方法包括直方图均匀化(HE)、直方图映射法 (HP)和平台直方图均匀化 (PE)等 ,这些方法的实时实现需要极大的数据存储容量和极高的处理速度。并且要在一个系统中同时实现这几种算法 ,仅靠单纯的硬件实现 (如FPGA)或单纯的软件实现 (DSP)都不能取得良好的效果。而如果将FPGA和DSP相结合 ,则既可发挥FPGA的高速优势 ,又可发挥DSP软件的灵活特点 ,这样就实现了一种功能强大的能对不同红外图像进行处理的实时直方图均衡器。

基于DSP和FPGA的通用数字信号处理系统设计

随着电子设备结构和功能的日益复杂,对其内部使用的数字信号处理系统在体积和功耗方面提出了更高的要求。结合以上背景,设计了一种体积小、功耗低的通用数字信号处理系统。该系统利用DSP配合FPGA为硬件架构,以TMS320VC5509A DSP为数据处理核心,通过FPGA对USB、ADC和DAC等外围设备进行控制,并可实现频谱分析、数字滤波器等数字信号处理算法。硬件调试结果表明,该系统满足设计要求,可应用于实际工程和课堂教学等多个领域。

基于DSP+FPGA框架的实时目标跟踪系统设计

随着我国武器研制水平的不断提高,高速度、高机动能力的武器装备越来越多,为了使型号武器中的目标跟踪器对于目标大尺度变化、速度快等情况有很好的鲁棒性,本文设计了一款基于DSP+FPGA的实时目标跟踪系统。针对均值漂移算法不适用于快速运动目标等限制情况使用多级金字塔进行了改进,采用背景加权的核直方图建立目标模板从而减小跟踪框中背景对于跟踪的影响,并将整个算法进行了优化以在嵌入式系统上实时实现。实验结果表明,本文设计的实时目标跟踪系统对于目标的快速运动、尺度变化以及一定程度的模糊均有很好的跟踪结果。每帧的平均处理时间为13.5ms,满足实际工程的实时性和稳定性要求。