基于FPGA的高精度模数转换器测试系统及方法研究

针对高精度模数转换器的线性度测试时间慢的问题,提出一种能准确反映器件线性度、同时提高测试效率的线性度测试方法。设计基于FPGA数据采集板卡,采用即插即用的高精度数模转换器信号源板卡,结合数据采集分析软件,搭建高精度模数转换器测试系统,实现8通道24位高精度模数转换器的动态性能和线性度测试。相较于传统积木式仪器测试系统,新设计具有体积小、搭建方便、测试速度快等优点。经实验测试,在模拟输入为60 Hz条件下的SNR、SFDR、积分非线性范围和测试时间等指标均符合设计要求。

基于Transformer的DC/DC板级验证状态识别

为满足航天产品的高精度、高可靠性需求,实现元器件自主可控、芯片国产化及应用适应性验证十分必要,设计一种基于FPGA的国产DC/DC板级综合测试平台。在长时间的热学环境适应性板级验证项目中,为实现DC/DC器件应用板卡工作状态的实时监测,提出一种基于Transformer的智能识别算法。分别使用空载、负载电流3 A、负载电流5 A、高输入电压、低输入电压、短路状态下的DC DC输出序列,输入到Transformer模型中并利用注意力机制提取各序列的全局注意力特征,并对深度学习模型进行训练。实验结果表明,对于此6种工作状态数据集,Transformer模型识别的准确率为99.2%,具备良好的分类和监测性能,具有一定的工程应用价值。

基于DSP和FPGA的运动控制卡的设计与实现

针对数控系统的工作特点和要求,通过对TI公司新推出的DSP芯片TMS320F2812和ALTERA公司的FPGA芯片EP1K30功能和特点的深入分析,给出了一种基于DSP和FPGA的运动控制卡的设计与实现。在充分考虑上述芯片特点和资源的基础上,该卡采用DSP和FPGA取代单片机,能够更好地满足数控系统对运动控制单元的实时性和控制精度的苛刻要求。某型号三轴仿真转台已采用该运动控制卡作为主控制电路,并能很好地实现转台的定位精度,转速等性能指标要求。

基于FPGA的数据采集板设计与实现

数据采集板作为雷达信号处理系统中的接收前端,必须面对越来越高的要求,为后续信号处理提供可靠的保证。将数据采集板独立设计提高了通用性,降低了系统的研制时间,因此成为雷达信号处理系统设计的发展趋势。采用ADC和FPGA设计了基于CPCI总线的数据采集板,实现了8路信号同时中频采样及处理,并已应用于雷达系统中。

基于FPGA的1553B总线接口板设计

基于FPGA的1553B通信网络的多路总线传输接口板,采用FPGA片内实现。通过Verilog程序和调用QuartusII软件内部宏模块完成。包括双冗余曼彻斯特II编解码及串并转换、总线传输逻辑、终端协议和消息处理、内存及控制器及子系统模块。编写Verilog代码时,检测信号采用跳变沿检测而避免电平检测,可提高系统可靠性。

基于FPGA的SAR回波仿真快速实现方法

回波仿真是进行合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)研究的重要途径,但其计算量巨大,所需的时间较长。为了快速实现SAR回波仿真,提出一种改进的同心圆方法进行快速计算,同时考虑到运算较为规整的特点,采用现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)作为主处理芯片。设计了专用于SAR回波信号模拟的数字信号处理板卡,并在板卡上编程实现整个回波模拟算法,给出资源使用情况和量化噪声影响,实际应用结果显示,采用FPGA来实现SAR回波仿真可以在保证精度的前提下大大加快仿真速度。

基于FPGA的计算机硬件核心课程系列实验探讨

在已经具备设计与实现基于FPGA的CPU的技术条件和教学改革的背景下,分析和总结了硬件核心课程"数字逻辑""计算机组成原理"和"计算机系统结构"原有实验存在的问题。为了培养学生的计算机硬件系统设计能力,构建了基于FPGA的硬件核心课程实验平台,给出了一种层次化和系列化的硬件核心课程实验方案,来有效地支撑相关课程间的衔接和贯通教学。

可重构星载信息处理系统FPGA预规划技术

为了提高可重构星载信息处理系统的FPGA资源利用效率和在轨长期可靠性,基于对FPGA内部结构与典型任务序列资源占用量的分析,提出了一种在FPGA上具有可实现性的可重构资源预规划方法,并对该方法在轨可靠性进行了理论分析.仿真结果表明:在多任务背景下,该方法能够使可重构星载信息处理系统FPGA资源利用率提升约30%.此外相对常规的静态冗余设计,该方法还能够使FPGA在发生局部永久性损伤的情况下,提升FPGA资源利用率约50%.

基于FPGA的微机保护板间通信技术

针对大型微机保护装置板间交互信息越来越多,而并行通信抗干扰能力差、硬件成本高的现状,提出了一种基于FPGA编程实现的微机保护装置板间通信技术。制定了微机保护板间通信技术的通信协议,进行了软件仿真,采用该技术的实际装置已在工程中得到了应用。

基于LabVIEW和FPGA的数字电路板比对测试系统设计

设计了一种基于LabVIEW和FPGA的数字电路板比对测试系统,该系统利用FPGA产生激励信号并对被测信号进行高速采样及缓存,同时借助于上位机的LabVIEW软件完成对整个系统的控制和被测信号的比对分析。实际应用表明,该系统具有运行稳定可靠、操作方便等特点,为数字电路的故障排除提供了依据。

基于FPGA的组合导航系统专用接口板设计

在低成本MIMU/MR/GPS组合导航系统中,为了解决不同设备之间因接口不同而不能直接进行数据交互的问题,设计了一种专用接口板。该接口板选用FPGA作为核心的控制器件,并辅助以单片机PIC18LF6520和少量的芯片,为符合不同协议规范的多种设备间数据传输提供通道,在各种设备间架起一座通讯的"桥梁"。经过跑车实验,证明了该接口板性能可靠,功能强大,具有一定的通用性。详细阐述了该接口板的硬件设计思想和基本工作原理,给出了FPGA和PIC18LF6520的软件编程逻辑流程图。

基于FPGA的多功能实验板的设计与实现

设计和实现了一个以Altera FPGA的Cyclone器件EP1C6Q240C8为核心的多功能实验板.它分为核心板和扩展板,用户可以结合QuartusII集成开发环境,使用VHDL语言、Verilog HDL语言或原理图,进行编辑、综合和仿真,通过本实验开发板加载配置并进行设计验证.经过测试验证了实验板的可行性和稳定性,能够满足教学和科研的需要.

基于FPGA的中型足球机器人运动控制系统设计

处于底层的运动控制子系统对于中型足球机器人完成其特定功能具有重要作用。所设计的基于FPGA的运动控制系统硬件部分包括基于NiosII的处理器单元和多电机驱动单元。该系统可为中型足球机器人的底层运动控制承载各种算法、智能驱动等提供良好的设计平台。通过实战检验,证明了该系统具有可靠性高、响应快、易于升级等特点,完全达到了中型足球机器人底层运动控制系统设计要求。

傅里叶变换光谱相位校正的FPGA实现方法

傅里叶变换光谱仪因具有分辨率高等优点已被用于新一代大气垂直探测仪。这种光谱仪获取的数据量很大,只有进行星上数据处理才能降低数据发送量。方法之一是在轨光谱复原。由于非零光程差采样等原因使采样干涉图存在相位差,经傅里叶变换得到的复数光谱需进行相位校正以获得实数谱。FPGA(Field-Programmable Gate Array)是一种很有应用前景的星上数据处理硬件平台。阐述了相位误差的来源及几种相位校正方法。平方根法适于FPGA硬件实现。针对采用传统方法计算平方根时需要很多硬件资源及精度较差的问题,提出采用CORDIC(Coordinate Rotation Digital Computer)算法完成复数光谱模值和相位角的计算。重点论述了CORDIC算法的FPGA实现结构,分析了其实现的精度、速度和所需的硬件资源。结果表明,采用CORDIC算法计算,复数光谱的相位和模值具有很好的精度和速度,所需的硬件资源较少。

基于FPGA的惯组电源板检测系统设计

传统的电参数测试系统多使用两种芯片共同完成工作,电路复杂而且精度不高,本文设计了一个惯组电源板综合检测系统。测试内容包括:七路直流电压;交流信号的电压,频率与相位;正弦波信号的频率,电压与失真度;方波信号的高低电平电压,频率与占空比。本系统利用FPGA(EP3C10E144C8)配合NIOSII软核以及必要的外部电路完成设计,利用AD芯片及相关外部电路完成电压的测试,利用FFT运算对待测信号完成失真度的测试,利用测周法对待测信号进行计数,通过计数值计算出待测参数,完成频率,相位,占空比的测试,通过实验和仿真,实验结果表明本系统测试的参数能够达到要求的1%精度。解决了传统方法精度不高,电路复杂的问题。

基于FPGA核心控制板的PCB抗电磁干扰设计

随着FPGA控制系统的时钟频率、元件数量与布线密度的增加,控制系统PCB板自身产生的电磁干扰问题日益严重。本文以时钟频率为50MHz的FPGA核心控制板存在的电磁干扰问题为导向,基于Altium Designer Summer 09的PCB设计平台,从PCB板层结构、布线、去耦、敏感信号处理、敷铜、电源与接地等方面进行抗电磁干扰设计,提高FPGA核心控制板运行的稳定性和可靠性。

基于PCI和FPGA的通用伺服控制卡设计

介绍了基于PCI和ALTERA的现场可编程门阵列(FPGA)进行设计的通用伺服控制卡。PCI局部总线由FPGA完成控制。FPGA中自动完成模拟量输入的采集与存储及模拟量的输出接口,控制卡设计了CAN总线接口。在控制卡中配备了在数字频率口、同步串口通讯、异步串口通讯等多种伺服控制可能用到的数字接口模块,可以根据实际需要进行配置使用,保证了控制卡通用性。该设计具有实时性强、通用性好、应用灵活等特点。

数字图像中值滤波算法的FPGA实现

针对传统中值滤波算法排序量大的缺点,详细研究了一种改进的中值滤波算法,对一个n×n的滤波窗口,先对每一列升排序,再对每一行升排序,最后取对角线上像素中值作为滤波结果。用Verilog硬件描述语言实现改进的中值滤波算法,并在Modelsim6.5a中通过时序仿真,最终在Altera DE2开发板上验证和实现。

基于FPGA的某雷达多功能数字替换板设计

为了提高高技术战争条件下电子装备战场抢修的快捷性、时效性,减少备件携带数量,以某雷达火控计算机中4块数字电路板为背景设计了一种多功能替换版;该替换版以一块FPGA芯片为控制核心,并配以海绵电路区和跳线插座的设计,使得在战场紧急情况下只需更换EPROM存储芯片,并在海绵电路区上焊接相应的集成电路器件以及调整跳线插座来控制信号走向,就可以在短时间内方便快捷地对损坏电路板实施替换;结果证实,该技术可作为一种备用的维修手段,可以在很大程度上提高部队装备战场维修率。

基于FPGA的节日时钟倒计时控制系统设计

该节日时钟倒计时控制系统是以FPGA芯片EP2C5Q208C8为核心器件组成的一个倒计时系统,与传统门电路相比,受到的外界干扰较小,并且擦除后FPGA恢复成白片,内部逻辑关系消失,因此,FPGA能够反复使用。整个系统利用QuartusⅡ11.0软件设计、编译、仿真,最后将程序写入FPGA黑金开发板(DB2C5),实现时钟倒计时控制与显示。