基于FPGA的单光子时间数字转换器设计

针对单光子计数器对高速飞行光子时间测量的高分辨率要求,传统的TDC在时间测量上存在误差较大的不足。本文设计了一种利用FPGA内部逻辑延迟单元Carry4级联构建延迟链的TDC。该方法首先使用子链平均的方式进行数据采样,避免数据“气泡”。其次,结合码密度测试和bin-by-bin校准将各级延迟单元宽度校准至接近均匀宽度,提高系统的测量精度。最后,通过Vivado软件仿真并烧录至ZYNQ7000进行板级测试,实验结果表明,该TDC能够在3 ns的动态时间范围内实现时间分辨率10.91 ps,差分非线性(DNL)范围为[-0.75,1.01]LSB,积分非线性(INL)范围为[-1.74,2.19]LSB。

具有自检错功能的FPGA芯片配置方法设计及验证

SRAM型FPGA由于其较低的生产成本,可重复编程的灵活性,近年来在数字信号处理等领域越来越发挥出举足轻重的作用。但由于SRAM掉电后数据丢失的特性,SRAM型FPGA必须搭配外部储存对芯片进行配置。而在配置过程中,因为FPGA芯片工艺的复杂以及外界环境的干扰,难免导致配置信号在传输过程中出现错误。为了规避这种错误,提出一种基于CRC校验和回读技术来实现具有自动检错重配功能的FPGA配置方法。经过了功能验证、FPGA原型验证,在达到设计目的的同时,相较传统方法节约了60%的资源,并减少了近一半的配置时间。

基于FPGA和LoRa的燃烧室振动信号无线测试装置设计

燃烧不稳定性问题可引起大幅的机械振动,严重影响发动机正常工作。为满足新型试验需求,针对传统燃烧室测试装置灵活性不足、可靠性差等问题,设计了一种基于FPGA和LoRa的燃烧室振动信号无线测试装置,以FPGA作为主控单元,将前端高速AD采集的振动传感器数据存入Flash,通过LoRa技术并结合以太网的高速运行,在PC端进行远程操控和数据处理。试验表明:该装置可以实现至少500 m开阔距离内待测燃烧室振动信号的可靠测试,工作稳定,实时性强。

基于FPGA的智能多路绝缘测试平台国产化设计

针对当下工业生产领域愈来愈繁复的电缆网与系统阻值的测试需求以及国内绝缘测试技术发展不够充分的现状,基于型号为HWD2V1000国产FPGA,提出了智能多路绝缘测试平台的国产化设计。绝缘测试平台具有静态、导通、绝缘3种测试模式,分别采用开尔文测试法和二线法,该绝缘测试平台全自动化、智能化,测试效率相较传统测试方法显著提升;能够对可拓展的多通道(>200点)中的任意测点设置3种阻值测试模式,测试阻值范围能覆盖至0.01~100 MΩ,测试误差在10%以内;全国产化设计,不依赖国外器件或模块,技术完全自主可控。

基于FPGA的电磁继电器在线测试系统设计

电磁继电器在现代国防军事、工业自动化以及交通运输等领域应用广泛,当系统中的电磁继电器发生失效时将影响整个电气系统的可靠运行。为了提高电气系统的可靠性,需要检测继电器的特性参数,以评估其工作性能并提高其稳定性。针对电磁继电器触点易失效问题,设计了一套基于FPGA的电磁继电器在线测试系统。采用铁路继电器作为试品,分析继电器的各项特性参数,并选取能反映其触点退化程度的时间参数进行测试。这种能够应用于多型号继电器的便携式在线测试系统,可实时检测继电器吸合和释放过程中的电压变化波形并进行数据存储,为后续继电器的性能状态评估提供了数据支撑,也为电磁继电器的维修维护提供了参考数据。

基于FPGA的R2R DAC设计与仿真

随着通信技术和数字信号处理技术的快速发展,对数模转换器(DAC)提出了更高的要求,尤其在转换速度和转换精度方面,为此,设计了一种高精度的数字DAC系统。该系统包括DAC模块、电源电路和模拟滤波模块。其中,DAC电路设计是基于R2R电阻网络的架构,使用分立元器件设计的一种16位高性能数模转换器。输入端采用的是I2S通信接口,将输入的串行数据转为并行数据,再传输至电阻网络,经过DAC完成数模转换。通过设计的模拟滤波器对输出的模拟信号进行滤波处理,可使整个系统满足高精度和高分辨率的要求。最后,使用FPGA测试和验证该系统,发现数据转换结果达到了预期目标。

基于FPGA的FLASH存储器三温功能测试系统设计

由于大容量FLASH存储器全地址功能测试时间较长,在自动化测试设备(ATE)上进行高低温测试时,长时间使用热流罩会导致测试设备运行异常。为把存储器测试过程中耗时最长的全地址功能测试部分从ATE机台上分离出来,设计一个基于FPGA的驱动板卡,结合MSCAN和Checkerboard算法实现了对被测芯片激励信号的施加;然后,设计一个12工位的驱动板卡,实现了在三温条件下的多芯片同步测试;接着,设计一个基于Qt的上位机软件,实现了对测试结果的实时显示与存储;最后,对2 GB大容量FLASH存储器进行测试验证。测试结果表明,与传统的ATE测试相比,基于驱动板和工位板的测试系统可实现对大容量FLASH的全地址功能的高低温测试,且工位板具有的高可扩展性可实现多芯片的同步测试,大幅提高了测试效率。

安全级仪控系统FPGA模块功能仿真测试V&V探讨

在核电仪控系统安全软件开发过程中,为了保证软件的安全性和可靠性,必须在开发生命周期中各阶段执行V&V工作。本文初步研究了FPGA开发过程中,针对模块功能仿真测试的V&V工作,着重讨论了如何建立仿真测试环境、建立测试用例实施模块功能测试,保证测试的有效性、完整性,并以一个FPGA模块实例说明模块功能仿真测试的具体过程。

一种FPGA通用IO口的验证设计和简易测试方法

文章给出了一种FPGA通用IO的验证设计和简易测试方法,通过最小硬件原理设计对输入IO口、输出IO口、混合IO口提出了详细的软件设计示例,并对三种软件示例测试方法进行比对分析。

基于FPGA的数模混合传输系统设计

阐述AM-2FSK混合调制方案作为数模信号合路传输的实现方案,选用性能指标满足要求的器件组成收发端电路,进行FPGA程序设计和仿真,发送端程序、接收端程序的各模块逻辑功能正确,仿真结果符合预期。进行性能验证,结果表明该传输系统能同时传输和接收模拟信号和数字信号,接收到的信号波形规整无失真、接收端数码管显示的数据准确,数模混合传输系统得以实现并得到验证。

测试工装引起的单板FPGA失效分析及改进方案

针对某直流输电工程单板出现的FPGA失效故障,以故障FPGA失效表现为出发点,分析单板FPGA失效背景与原因,审视单板测试工装原理及测试方案,并针对问题提出整改措施。

基于FPGA的结构缺陷交流电磁场可视化实验系统

现有的无损检测仪器的信号直观表现能力差,且系统封闭不具备二次开发能力,无法满足当前无损检测教学和科研需求。该文以现场可编程门阵列(FPGA)为核心,开发结构缺陷交流电磁场可视化实验系统,研制高灵敏度阵列交流电磁场检测探头,并在FPGA内部实现锁相放大、滤波和显示等逻辑算法,以实时可视化的方式显示金属结构缺陷形貌。实验结果表明:基于FPGA的结构缺陷交流电磁场可视化实验系统可实时显示缺陷形貌的彩色图像,具备灵活的信号处理算法二次开发能力,丰富了无损检测教学内容,提高了无损检测实验和教学品质,兼具实验教学与科研价值。

基于Testbench的FPGA实物自动化测试环境设计

针对FPGA软件测试过程中仿真测试和实物测试的不足,提出了一种基于仿真测试用例的实物自动化测试环境,将用于仿真测试的Testbench进行解析处理,形成能够用于FPGA实物测试的传输信号,通过执行器将此信号转换为作用于被测FPGA芯片的实际信号,并采集被测FPGA芯片的响应,实现对FPGA的实物自动化测试。采用实物自动化测试环境验证平台对设计架构进行了验证,取得了良好的效果。

基于FPGA的模拟电机电压信号在环测试系统设计

在电机矢量控制中,只有通过完整的闭合回路控制才能产生定子电流。为了简便验证AN9238采样的正确性,并考虑到准确性、通用性和可移植性,设计了模拟电机电压信号在环测试系统。该系统使用FPGA作为主控制器,将FPGA、上位机和DAC模块作为模拟电机输出两相电压的主要组成部分,并将AN9238模块作为数据采集验证部分。文中对系统整体方案设计进行阐述,并且验证了模拟电机两相电压输出以及数据采集的正确性,与系统预期的设定电压相对比,实验结果显示该系统能够自定义输出电压范围内任意电压以及AN9238采集模块的准确性,总体设计满足工程实际需求。

基于FPGA的IC自动测试系统设计

基于FPGA技术设计了一种IC自动测试系统,通过总线通信的优化实现了板卡的柔性化组合与拓展。系统能自动识别槽位上的模块型号,并按系统CONFIG要求分配资源。实践表明,该系统可满足数字类IC和模拟类IC的量产测试需求,适用于IC的芯片验证测试和出厂成品测试;运行平稳、安全可靠,为集成电路测试设备的国产化、数字化和网络化提供了切实可行的解决方案。

基于FPGA的数字滤波及国产化芯片动态老炼实现

该文结合国产化芯片动态老炼的实际测试环境,分析了干扰信号对待测芯片数字通信接口的影响;给出了几种常用的数字滤波算法,并针对实际工况环境探讨了各算法的适用性;以新版FPGA控制板为平台设计实现了两种典型通信接口的数字滤波算法模块;在实际老炼环境下对比测试了新旧两种FPGA老炼程序,测试结果表明,数字滤波模块的应用提高了老炼测试的稳定性和可靠性,对国产化芯片的批产测试具有重要意义。

基于FPGA的引信测试系统设计

针对机电引信的测试需求,论文介绍了某型引信测试系统的结构组成及技术应用。该系统以FPGA为核心组件,采用Verilog HDL描述语言,在QuartusⅡ软件开发平台上,对控制、采样、显示等功能模块进行编程设计,并依据FPGA设计流程,完成了从设计输入到系统验证的全部调试过程,总体性能满足设计要求。

基于CAN和FPGA的自动测试系统设计

数字接收模块测试对于机载电子信息系统的可靠性至关重要,文中设计了一种基于CAN单片机和FPGA的数字接收模块PCBA自动测试系统。系统由上位机测试软件、CAN单片机通信程序以及FPGA测试程序和测试母版组成,主要完成上位机-CAN单片机通信检测、CAN-FPGA通信检测、FPGA-FPGA通信检测、MLVDS检测、LVDS检测、GTX检测、AD初始化检测等。使用C#语言开发了上位机控制软件及用户界面,通过上位机完成检测指令的一键下发和结果回读。实验结果表明,系统能够实现对数字接收模块的PCBA检测,效率提升超过90%。

基于FPGA的DDR SDRAM测试平台设计

DDR SDRAM是FPGA板卡中的重要组成部分,其可靠性与带宽决定了设备能否正常工作;为了测试DDR SDRAM的性能是否符合预期,开发了一种基于FPGA的DDR SDRAM测试平台,平台包含一个基于DDR SDRAM控制器的测试器IP核,具有数据校验、带宽测量的功能;编写了控制测试器IP核的TCL脚本,用于配置测试参数、控制测试流程与读取测试结果;在Python语言下使用PyQt5开发库设计了图形界面程序,能够根据用户操作生成并执行对应的TCL脚本;最终实现了一个操作简单、测试流程可配置、自动输出测试结果的DDR SDRAM测试平台;测试结果表明,测试平台能够正确地进行DDR SDRAM测试并输出统计结果;对比MIG的示例工程,测试平台额外增加了带宽测试、结果统计、循环测试等功能,且使用的FPGA资源下降了30%,测试用时缩短了70%以上。

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。