基于国产FPGA的高速SS7信令研究与实现

高速SS7信令是一种在数字通信网中使用的公共信道信令技术,适用于无线和有线的公共交换电话网。现有高速信令解析方案可拓展性相对不足,在实际应用场景中扩展成本巨大,并且大都采用外国平台实现。随着国家信息系统软硬件平台对自主可控要求越来越高,文中提出一种基于国产高云FPGA的高速SS7信令解析方案。信令解析过程包括信令采集模块和信令过滤模块,分别对其进行了详细的介绍,并且解析信令的同时统计系统运行信息。相比现有方案,文中方案采用国产平台实现,满足自主可控要求,并对方案进行了模块化参数化设计,可以很容易地实现不同应用场景的扩展。最终设计实现了8路高速SS7信令的并发处理,经过实网测试验证,达到了预期的目的,并成功投入商用。

一种基于FPGA的图像清晰度算法研究

为了能够对视频图像进行实时清晰度评价,基于Xilinx A-7型号FPGA芯片设计且实现了一种新的图像清晰度算法。首先,采用状态机设计OTSU算法计算图像的自适应阈值以分离边缘,然后应用并行处理和流水线实现改进的4方向Tenengrad梯度函数计算清晰度。实验结果表明,该设计可以在约66 ms内对640×480@30 fps格式视频图像清晰度进行评价,具有一定的灵敏度。

基于FPGA+ARM的异构列车数据交互系统

本文设计并实现了基于FPGA的主机与ARM端的数据通信接口。其中,FPGA实现了与主机交互的PCIe接口功能以及与ARM交互的FMC接口功能。本文完成了PCIe接口和FMC接口传输性能测试,同时也进行了主机与ARM的数据回环测试。测试结果表明,本文设计满足了整体的系统设计指标要求,其中PCIe1.0接口速率可达820 MB/s。

基于FPGA的全国产PCIe总线隔离多串口卡的设计与实现

针对基于PCIe总线通用RS422/485串行接口板卡无法完全国产化问题,设计了一种基于复旦微JFM7K325T高性能FPGA,通过逻辑实现PCIe总线控制、UART串口控制的多通道隔离串口板卡。模块包括FPGA电路、电源电路、隔离RS422/RS485接口电路、FPGA逻辑,上位机通过PCIe总线实现多路串行接口的数据收发。实际测试结果表明,多通道串行接口可实现常用波特率连续读写,数据稳定,各通道电地单独隔离。该设备应用稳定可靠。

基于CY7C68013与FPGA的便携式数据采集系统

从系统总体结构设计、硬件设计和软件设计三个方面阐述了基于CY7C68013和FPGA的多通道数据采集与处理系统的设计方法。方案采用FPGA实现了A/D转换芯片的控制、数据读写、对CY7C68013内部FIFO的读写控制以及信号的逻辑处理。通过调用USB驱动程序,电解槽应用程序实现了数据的处理、显示和存储。分析与测试结果表明,本系统是一种通用性很强的数据采集系统,符合工业生产控制的需要。

基于CY7C68013A的FPGA配置和通信接口设计

为了同时实现计算机对FPGA进行在线配置和高速数据传输,提出了一种基于CY7C68013A芯片的USB2.0接口设计方案。介绍了以CY7C68013A芯片为核心的系统硬件电路设计和软件编程,详细分析了CY7C68013A固件程序设计方法。CY7C68013A芯片在配置FPGA时受芯片内部CPU控制,配置速度为6 Mb/s,而在数据传输时采用从属FIFO模式以实现高速数据通信。该方案可以广泛应用到软件无线电项目开发中。

Ports模式下CY7C68013和FPGA的数据通信

Cypress公司的EZ USB FX2系列芯片之一CY7C68013是最早符合USB2.0的微控制器,可配置成3种不同的接口模式:Ports、GPIF Master和Slave FIFO。本文通过一个工程实例,详细介绍在Ports模式下CY7C68013和FPGA之间通信协议的制定以及数据传输的软硬件设计。

基于ARM7TDMI的SoC的FPGA验证平台的设计

针对片上系统(SoC)开发周期较长和现场可编程门阵列(FPGA)可重用的特点,设计了基于ARM7TDMI处理器核的SoC的百万门级FPGA验证平台。介绍了怎样设计平台并利用该平台进行IP核验证、底层硬件驱动和实时操作系统及高层应用软件的验证。使用该平台能够基本验证SoC系统的设计,并加快SoC系统的开发。整个系统原理清晰,结构简单,扩展灵活、方便。

USB2.0控制器CY7C68013与FPGA接口的Verilog HDL实现

USB(通用串行总线)控制器CY7C68013因其数据传输速率快和多样的接口方式为ATA、FPGA(现场可编程门阵列)和DSP(数字信号处理器)等提供了简单和无缝连接接口而得到广泛使用,介绍了此控制器与FPGA接口的控制和HDL(硬件描述语言)实现方法。利用CY7C68013控制器的Slave FIFO从机方式,用Verilog HDL在FPGA中产生相应的控制信号,实现对数据的快速读写。试验结果表明此方案传输速度快、数据准确,可扩展到其他需要通过USB进行快速数据传输的系统中。

Virtex-7 FPGA DDR3电路的设计与仿真研究

Virtex-7 FPGA属于高端高性能FPGA产品,在高速网络设备中得到了越来越广泛的应用,外接大容量高速DDR3存储是Virtex-7 FPGA电路设计需要解决的关键问题之一。介绍了Virtex-7 FPGA外接DDR3存储电路的设计方法,包括接口电路设计,时钟电路设计和供电电路设计。针对Virtex-7 FPGA对DDR3的拓扑及PCB布线设计要求,利用仿真工具Hyper Lynx进行了信号完整性仿真分析和验证,可以满足设计要求。

基于Cy7c67300 USB控制器和FPGA的USB接口传输系统

描述了一个基于PC和FPGA通信为主要开发目标的USB接口传输系统及解决方案。采用Cypress的CY7C67300USB控制器作为硬件芯片,并通过Cypress自主研发的软件来设计此系统固件程序。最终实现PC与FPGA的通信,达到系统设计目标。

基于ARM7TDMI的SoC芯片的FPGA验证平台设计

针对片上系统 (SoC)开发周期较长和现场可编程门阵列 (FPGA)可重用的特点 ,设计了基于ARM7TDMI处理器核的SoC的FPGA验证平台 ,介绍了怎样利用该平台进行软硬件协同设计、IP核验证、底层硬件驱动和实时操作系统设计验证。使用该平台通过软硬件协同设计 ,能够加快SoC系统的开发。整个系统原理清晰 ,结构简单 ,扩展灵活、方便。

基于AD7705及FPGA的数据采集系统设计

利用串行16位高性能、低功耗AD转换芯片AD7705及可编程控制器件EP1C6Q240C8N,设计了音频信号采集系统,并利用Altera公司的综合开发软件Quartus II,对数据采集系统进行了仿真。仿真结果表明:该设计能够得到比较理想的数字音频信号。

基于FPGA与CY7C68013A的USB接口系统设计

为解决PC104与基于FPGA的高速数据采集系统的数据传输,USB2.0接口实现了PC104和FPGA的通信。本文介绍了USB控制器CY7C68013A的特性,阐述了通过Verilog HDL语言设计FPGA对USB控制器的访问控制操作、USB控制器固件程序设计、USB驱动程序设计及PC104端的应用程序设计。结果表明,FPGA通过USB接口实现了高速可靠的数据传输。

基于CY7C68013A与FPGA的卫星数据采集系统设计

为了实现高速数据采集,保证数据的可靠性和完整性,采用CY7C68013A和FPGA组成的硬件平台,由上位机软件利用两线程乒乓操作的方式设计了一种卫星数据采集系统,并对卫星信号进行了实时数据采集。实验结果表明,该卫星数据采集系统的采集速率能达到38 MB/s,数据传输稳定可靠,解决了采集过程中数据丢失的问题。

ARM7与FPGA相结合在工业控制和故障检测中的应用

工业控制中往往需要完成多通道故障检测及多通道命令控制（这种多任务设置非常普遍），单独的CPU芯片由于其外部控制接口数量有限而难以直接完成多路检控任务，故利用ARM芯片与FPGA相结合来扩展检控通道是一个非常好的选择。这里介绍用Atmel公司ARM7处理器（AT91FR40162）和ALTERA公司的低成本FPGA芯片（cyclone2）结合使用完成多通道检控任务的一种实现方法。

FPGA平台SM3密码杂凑算法的优化设计

分析了SM3密码杂凑算法基本流程,基于FPGA平台设计开发该算法的高性能硬件实现。以Xilinx公司ARTIX-7系列XC7A100T芯片为核心,采用16个寄存器构成寄存器组作为生成132个字的缓存区,设计进位保留加法器进行关键路径的压缩,使完成一次压缩函数中关键路径计算所需的时钟周期明显减少。实验结果表明,本文方案的吞吐率高达90.54 Gb/s,适用于对吞吐量有较高要求的场景。

机器视觉领域的FPGA超高清图像采集系统设计

为满足当前机器视觉等领域对高清晰度成像的要求,提出了一种基于FPGA的超高清图像采集系统设计方案,通过Xilinx Artix-7系列FPGA芯片XC7A35T-CSG324搭载相关模块实现图像的采集、存储、显示。在硬件设计上选用IMX183图像传感器进行图像采集、DDR3芯片进行缓存、Flash芯片进行存储,并通过DC-DC电源模块与LDO电源模块配合使用实现多通道系统供电。软件设计上通过SPI协议进行图像传感器的配置,并对LVDS图像数据进行解析。实际测试结果表明,该系统可以实现2000万像素的超高清图像显示,配合光学结构可应用于工业相机、监控摄像头等多种产品中,具有较高的实用价值和研究意义。

Virtex7系列FPGA宇航应用存储电路与配置加载设计

Xilinx公司的FPGA广泛应用于航天电子电路设计中,但SRAM型FPGA不能存储配置信息,需要由外部的微控制器在其上电时给出控制信号并加载配置文件。阐述了一个针对Virtex7系列FPGA的程序加载电路和控制逻辑的设计,基于Actel的AX500系列反熔丝FPGA和一个串行Flash存储芯片、一个并行Flash存储芯片,该控制电路可以实现为Virtex7 FPGA上电加载程序、接收存储新的配置文件的重新为Virtex7 FPGA加载配置文件等功能。

基于Quickboot技术的FPGA在线升级

介绍了基于Quickboot技术进行FPGA在线升级的原理,结合具体的FPGA和FLASH芯片给出了具体实现过程和步骤,包括对存储区域划分、FPGA重配置、Quickboot头的说明,并设计了数据通信帧格式和软件操作流程。该方法不需要额外增加器件,可靠性高、易于实现。