支持IEEE1149.7标准的边界扫描控制器的设计与研究

为解决复杂芯片的测试与调试问题,提出支持IEEE 1149.7标准的边界扫描控制器。在对IEEE 1149.7标准和边界扫描测试技术进行深入研究的基础上,利用上位机进行软件编程,通过QuartusⅡ平台进行IP核的开发,成功设计出了支持IEEE 1149.7标准的边界扫描测试控制器。实验结果表明,控制器能够产生符合IEEE 1149.7标准的两线星型信号和四线输出信号。

基于IEEE1149.1至IEEE1149.7转换器的研究与实现

IEEE1149.7标准相对于IEEE1149.1标准新增了很多测试与调试的功能,解决了现今复杂度高的芯片和系统无法测试的问题.在深入地研究IEEE1149.1和IEEE1149.7两种标准的基础上,利用自上而下的设计方法完成了由IEEE1149.1信号变为IEEE1149.7信号转换器的设计,在QuartusⅡ平台中通过Verilog语言实现,将设计应用在FPGA中,并用QuartusⅡ中嵌入式逻辑分析仪SignalTapⅡ采集FPGA的输出信号.输出结果表明所设计的方案可以将IEEE1149.1信号转化为IEEE1149.7信号,可用于IEEE1149.7的待测系统进行测试与调试.

基于IEEE1149.7标准的TAP.7适配器研究

随着电子技术的发展,芯片功能日趋复杂,在芯片中集成多个TAPC来实现芯片功能多样化成为发展趋势;为避免重复开发所带来的额外开销,利用现有的IP来创造复杂系统芯片成为研究重点,因此TAP.1接口与TAP.7接口适配问题成为芯片设计者所面临的新问题;针对该问题,文章提出了一种基于IEEE 1149.7标准的适配接口TAP.7适配器;结合TAP.7接口结构和新增功能,对TAP.7适配器的设计原理和设计方案进行了详细的介绍;最后对该适配器的TAP.7命令功能和星型扫描技术进行了仿真验证,通过验证结果分析表明:TAP.7适配器实现了TAP.7功能,具备了接口适配的作用,达到了预期的设计目标。

基于IEEE1149.7标准的CJTAG测试设计方法研究

在深入研究IEEE1149.7标准的基础上,针对测试问题设计了CJTAG测试控制器,实现了T0、T1、T3和T4层级的主要功能。对该控制器的各个功能进行了仿真验证。结果表明该控制器产生的测试信号符合IEEE1149.7标准的规定,能够控制待测芯片实现相应的测试功能,取得了较好的测试效果。

IEEE1149.7 T5层数据传输功能的研究

IEEE1149.7标准提出了两线传输机制,并且提供了T0到T5层的芯片内核的设计层次,增加了对芯片内核的测试与调试功能。在深入研究IEEE1149.7的基础上,建立了T5层数据传输功能的模型,利用Quartus II开发平台通过Verilog硬件描述语言设计了IEEE1149.7标准中T5层的数据传输功能,并编写Testbech在Modelsim仿真软件中进行仿真验证。结果表明,设计的IP核符合IEEE1149.7中T5层数据传输功能规范。

IEEE1149.7标准两线星型扫描格式研究

针对目前现代测试系统集成度越来越高,IEEE 1149.7标准提出了两线星型扫描拓扑的测试方法以满足需要较少的引脚来实现边界扫描的现状.以IEEE 1149.7标准为依据,在深入研究该标准的基础上,利用Quartus II仿真开发平台设计了基于该标准的两线星型扫描控制器,并进行了仿真验证.结果表明测试控制器能够产生符合标准要求的Mscan扫描格式及Oscan扫描格式两线星型扫描测试信号.

基于IEEE1149.7的TAP控制器命令研究

随着待测芯片的集成度越来越高,IEEE1149.1标准已很难满足芯片设计对测试与调试的要求。IEEE1149.7标准在保持与IEEE1149.1兼容的基础上增加了新功能,提供了一种全新的双引脚测试与调试方法。目前对IEEE1149.7的研究处于起步阶段,所以研究支持其的控制器命令对今后的发展具有重要的意义。本文在深入研究IEEE1149.7标准的基础上,利用QuartusII开发平台设计了基于TAP控制器命令的测试控制器,并进行了仿真验证。结果表明产生的命令测试信号符合IEEE1149.7标准对TAP控制器命令的规定。

基于IEEE1149.7的新一代测试接口实现与应用

随着芯片集成度的不断增加和对低功耗设计的重视,原初开发的JTAG(IEEE STD1149.1)面对新的挑战,不能满足当今设计的需要。CJTAG基于IEEE STD1149.7标准和传统的JTAG的边界扫描原理来提供一个更加强大的测试和调试的标准,来达到现在系统的要求。CJTAG用更少的管脚来提供更多的功能,而同时保证了对IEEE1149.1的软件和硬件的兼容性。

基于IEEE 802.1AS的多跳时钟同步算法与系统实现

针对现有IEEE 802.1AS协议中单一主时钟无法保障多跳网络下高精度同步的问题,提出一种基于多属性决策的冗余时钟同步方法.首先,基于链路拥塞程度、节点拓扑属性和时钟源质量系数对时钟属性值进行建模;其次,采用多属性决策算法选取最佳主时钟并生成冗余时钟序列表;最后,利用FPGA(Field Programmable Gate Array)平台设计并实现冗余时钟同步系统,同时搭建真实网络环境对所提方法进行测试.结果表明,相较于现有方法,时钟同步精度提升了68%,主时钟失效后重新同步所需收敛时间减小了60%.

IEEE 802.15.4非信标使能模式在车联网中的性能评估

车联网是车与车之间广泛使用的网络技术,是车与车之间经济、高效的通讯渠道。IEEE 802.15.4由一层简单物理层和一层节能型介质访问控制层所组成,是当前所有通讯标准中车联网网络的最佳选择。基于此,这里选择适合车联网的IEEE 802.15.4非信标使能模式作为分析模型,将其应用于车联网中,具体包含非饱和通讯量模式和大型网络,并分别研究了IEEE 802.15.4适合车联网的非信标使能模式的性能,这对车辆积极调整广播速度,在车与车之间联网通讯中取得更高的成功具有一定的参考价值。

基于无迹卡尔曼滤波的精密时钟同步算法

工业以太网中,各设备对时钟同步精度的要求越来越高。以IEEE1588协议理论为基础,设计一种基于无迹卡尔曼滤波的时钟同步算法。通过对PTP得到的时间差进行观测,获取对下一个周期时钟偏差、时钟频率的估计值,使用该估计值校正从时钟频率和时钟偏差,以保证时钟同步。实验证明,该方法能够有效提高时钟同步精度。

基于PER-DDPG算法的城市轨道交通越区切换研究

针对传统IEEE802.11越区切换方式存在较高的切换延时以及乒乓切换等问题,提出深度强化学习(Deep Q-Network,DQN)越区切换算法。通过对列车运行的特征状态信息进行提取输入,考虑列车运行速度及场强、切换阈值等动态信息构建越区切换模型。同时针对算法时间成本复杂度及稳定性,采用优先经验回放深度确定性策略梯度(Prioritized Experience Replay-Deep Deterministic Policy Gradient,PER-DDPG)算法,将列车状态空间信息传输至PER-DDPG网络中进行优化分析。结果表明基于PER-DDPG算法优化后的列车越区切换模型使用该算法时间计算成本降低,数据包传输延时约降低55%。

无人战车中时钟同步技术的研究

时钟同步技术应用于无人战车是目前无人战车实时性的发展趋势。通过分析无人战车中对于时钟同步技术的需求,以及比较用于无人战车的主要时钟同步技术协议IEEE 1588、SAE AS6802和IEEE 802.1AS,提出将AS6802中的容错机制增加到IEEE802.1AS中,即将时钟监测技术、路径冗余技术和主时钟冗余技术应用到IEEE802.1AS中,最终实现在保持高精度时钟同步,提高其可靠性。

Lw-PTP:面向MCU的轻量级精确时钟同步协议实现技术

在嵌入式网络系统中,实现精确的时钟同步对于事件排序、实时通信、同步采样和驱动等应用至关重要.PTP作为IEEE1588标准定义的精确时钟同步协议,因同步精度高、稳定性好等特点逐渐成为嵌入式网络系统的主流支持协议.然而,嵌入式网络系统因成本、体积和功耗等方面的约束,其核心部件—微控制器(MCU)的计算和存储资源有限.现有PTP协议并未专门针对嵌入式网络系统进行定制优化,在部署时可能会超出部分MCU的计算和存储资源上限.针对上述挑战,本文提出了一种面向MCU的轻量级精确时钟同步协议实现技术—Lw-PTP,采用共享存储机制减少数据处理过程中的拷贝,并使用移位操作实现的近似计算处理替换部分精确计算处理,从而减少对计算和存储资源的占用.实验结果表明,在相同条件下,Lw-PTP相比于与传统PTP实现,能够降低至少20%的存储资源开销和至少60%的计算资源开销,同时仍然能够实现数十纳秒级高精度时钟同步.

基于IEEE 1451.5标准的风力发电机状态监控系统设计

针对现有风力发电机监控系统的传感器接口复杂、系统传输协议不规范问题,设计一种基于IEEE 1451.5标准的风力发电机状态监控系统。系统主要由无线智能变送器(WTIM)、网络适配器(NCAP)、云平台和上位机构成。WTIM基于IEEE 1451.5协议实现传感器数据采集标准化,实现用于传感器的电子数据表格(TEDS)。云平台基于消息队列遥测传输(MQTT)搭建中间件供NCAP与上位机通信,上位机实现远程监控。经过测试,该系统可通过远程上位机对风机状态实时监控,在风力发电行业中具有一定的使用价值。

Modbus-RTU协议的浮点数传输设计

为解决Modbus-RTU通信协议中保持寄存器不能直接传递高精度浮点数的问题,设计了一种共用体数据结构,定义联合变量,将浮点数和对应的存储数组共享同一内存空间,发送端用浮点数二进制码的方式传输浮点数,接收端再用浮点数的格式读取这4个字节内的数值,实现Modbus-RTU协议的浮点数传输设计。该方法经多次数据传输测试,可同时发送多个不同精度的浮点数,数据传输简单、高效。该方法可应用于需要采用Modbus-RTU协议进行多个浮点数数据传输且精度不同的通信系统中。

基于IEEE1588的多路可调同步时钟板设计与实现

为了进一步提高电力系统变电站分布式传感设备信号采集的同步性和时钟的同步精度,设计了一款时钟同步板,实现了软硬件结合的IEEE1588高精度时钟同步系统。时钟板采用卫星授时,为系统提供低抖动、高精度的同步时钟源。采用LS1012A作为主控制器,通过运行PTPdv2软件实现了本地时钟调节等算法。采用88E1512实现了SerDes接口硬件时间戳的标定,降低信号在传输过程中的延迟,提高了千兆以太网下时钟同步的精度。经过测试,该时钟板实现了优于±50 ns误差的时钟同步,为变电站的传感监测设备的同步时钟提供了解决方案。

基于RT-thread的精确时间同步系统设计

分布式智能采集终端需要一致的时间基准,用于多种数据和事件的时间标记。为满足智能采集终端对高精度时间同步的需求,选择IEEE 1588精确时间同步协议实现时间同步;设计基于纯国产32 bit双核微控制器HPM6750和以太网收发器RTL8211FS(I)-VS的精确时间同步系统,选用国产开源嵌入式实时操作系统RT-thread操作系统,实现在物理层获取时间戳来运行IEEE 1588协议;构建测试平台对该时间同步系统进行主从时钟同步精度测试。测试结果表明,设计在物理层获取时间戳时达到的时间同步精度在±250 ns以内,与在数据链路层获取时间戳时达到±10μs的时间同步精度相比较,有效提高了时间同步精度,可广泛应用于对时间同步精度有较高要求的智能采集终端。

IEEE标准接地网设计及计算示例

随着“一带一路”的推进,国外设计项目日益增多,大部分项目技术合同对接地设计均要求满足IEEE标准。本文通过印度尼西亚某燃煤电站主接地网的设计计算示例,对按照IEEE接地标准设计的接地网设计思路进行简述。

百兆车载以太网编码子层加扰电路设计

为避免由于数据高速传输过程中所带来的频谱杂散,基于协议IEEE 802.3bw,本文提出了一种符合100BASE-T1以太网物理层(PHY)下编码子层(PCS)传输的侧流加扰及解扰电路的设计实现。文中阐述了侧流加解扰的原理细节,同时基于经典状态机结构,结合协议内部控制信号以及数据流要求,设计出了侧流加扰以及侧流解扰电路。通过对设计进行实现、仿真,仿真结果符合协议要求,加解扰电路与PCS系统控制信号相兼容,可应用于百兆车载以太网接口电路设计。