基于FPGA和Nios系统的智能电子测试仪器的研究

随着我国科学技术的不断进步,电子产品的设计已经逐渐走向智能化阶段。电子测试仪器是电子产品设计过程当中不可或缺的工具,电子测试仪器也需要根据电子产品的需求步入智能化阶段。于是,对于电子测试仪器的研究成为了我国目前电子领域发展的重要环节。目前,国内外对于智能电子测量仪器的研究已经取得了显著成效,许多公司也已经研究出了适合检测电子产品性能的电子测试仪器。本文将介绍一款基于FPGA和Nios系统的智能电子测试仪器,对智能电子测试仪器进行深入的研究,旨在提供给电子企业一种电子测试仪器设计思路,帮助电子测试仪器进行深层次的创新。

基于NiosII的视频采集与传输系统

介绍了Verilog HDL编程的视频采集硬件模块和网络芯片DM9000A的硬件模块接口及定制软核处理器NiosII,并通过移植μClinux操作系统到这个软核处理器NiosII上,实现视频数据的采集和远程传输功能。本系统是在Altera的DE2开发平台上进行的,进行了初步的实验,能够达到预期的效果。

基于Nios的多路舵机测试控制系统设计

为了研究冲压式气动舵机柔性气囊的行程与控制信号之间的规律,利用FPGA构建了一个可编程片上系统(SOPC)实现同时对多个伺服机构的控制;详细论述Nios Ⅱ嵌入式系统的PWM从外设设计方法,并将PWM应用在冲压式舵机测试与控制系统;实验结果表明,该舵机控制器不仅控制参数设定方便、控制精度高且稳定性好,而且增加了系统使用的灵活性及可靠性。

FAT16文件系统在Nios Ⅱ嵌入式系统中的实现

介绍硬件SD卡控制器的设计及FAT16文件系统在NiosⅡ嵌入式系统中的实现方法。SD卡控制器通过SD总线完成SD卡复位、初始化、设置、读写等基本操作;通过对FAT16文件系统的研究,结合SD卡控制器,在NiosⅡ嵌入式系统中实现FAT16文件系统。

基于FPGA的NIOS Ⅱ系统的探测器信号处理电路的设计方案

本文将介绍基于FPGA构建SOPC硬件系统,通过NIOS Ⅱ软件系统实现具有探测信号的处理,稳峰控制等特点的电路设计方案。

基于NiosⅡ的LCD触摸屏应用设计

为了实现触摸屏作为设备的人机接口界面,使用FPGA的SOPC技术,在FGPA中构建了NiosⅡ处理器系统作为触摸屏的控制器,编写NiosⅡ控制程序实现了触摸屏信息显示和触控功能。程序中设计了显示区域规划结构,为系统的信息显示和触控功能的实现提供了一种相对通用的方法,能够增加代码的重用性和通用性,简化了显示界面的程序设计过程,提高了系统性能和开发效率。

基于Nios Ⅱ的多用途扩频信号源组件设计

扩频信号源是扩频系统的重要组成设备,可以为扩频接收机提供各种形式的扩频信号(如直扩、跳频等)。针对目前市场上的扩频信号源价格昂贵,采用专用的扩频芯片也存在扩展和升级性能较差的问题,提出采用NiosⅡ软核处理器来实现性价比高且能够灵活改变调制方式的扩频信号源,将NiosⅡ的自定义组件技术与扩频信号源的产生原理相结合,设计出了一种基于NiosⅡ的扩频信号源自定义组件。此组件拥有直扩和跳频两种可选的调制方式,并且具有各种可控制的参数。在应用时利用SOPC(可编程片上系统)技术,只需在NiosⅡ系统中加入此组件并在顶层软件中调用该组件驱动函数库的函数即可产生多种调制方式的扩频信号。

基于FPGA的SSI接口传感器通信系统

阐述了一种基于FPGA的嵌入式传感器数据通信系统,应用FPGA和NiosⅡ处理器实现4路SSI接口磁致伸缩性传感器信号的测量,并实现了与PMC总线的数据通信。设计的测量和通信系统由磁致伸缩性传感器、FPGA核心芯片、PCI9030和PMC总线组成。系统软件包括数据接收整理模块,码制转换模块,数据连接模块,局部接口模块和NiosⅡ嵌入式处理器等模块。方案充分利用嵌入式技术特点,使用较少的硬件完成位移传感器数据的测量和通信。设计最后对系统进行了整体调试,实验结果证明设计方案高效、可靠、满足测量和通信要求。

基于片上可编程电路系统的生产线计件系统设计

为实现生产线的产品自动准确计件,按照嵌入式NiosⅡ软核的设计思想,将NiosⅡ软核的CPU控制器作为整个计数系统的核心,实现硬件设计软件化。其主要功能集中在一片FPGA上来实现,利用SOPC Builder,将处理器、存储器和其他外设模块连接起来,形成一个总线控制器的片上系统。系统设计灵活,免去了修改硬件电路的麻烦,从而缩短了开发周期,并增加了产品竞争力。

基于UDP/IP协议分布式测试高速数据传输嵌入系统设计

为了解决分布式测试系统中多节点网络化以及整个系统中数据高速传输的问题,提出了一种基于UDP/IP协议的分布式测试高速数据传输嵌入系统。该系统采用了ALTERA公司的NIOS2嵌入系统和硬件协议栈集成芯片CH395完成了分布式测试系统中高速数据传输。该系统具有扩展性能好、通用性强和稳定性高等优点,适用于大范围复杂环境区域内关键参数测试、高速数据传输的分布式测试。

变形镜驱动器控制电路的设计

96通道变形镜驱动器内含6个驱动模块,每个驱动模块含有16个输出通道,为了更加有效地管理控制这6个驱动模块,并实现与上位机、图像处理模块的交互通信,设计了变形镜驱动器控制电路。该电路包含了硬件设计和软件设计,其中硬件设计包含了电源设计、接口设计和FPGA设计,旨在实现高速向CPCI总线传输来自SPI接口的驱动矢量数据,同时把这些数据以适当的速度发给上位机。软件设计包括FPGA程序和NIOS系统程序设计,其中NIOS程序旨在实现上位机对上位机指令或数据的接收、处理和发送,以及对系统参数的配置以及驱动模块参数的保存等。结果表明,该电路不仅能够以200 f/s的速率正确接收并发送来自图像处理模块的驱动矢量数据,还能够正确收发来自上位机网口或者串口的控制指令,实现单通道与驱动矢量的切换、驱动矢量数据源的切换、单通道电压设置、放大器参数调试和保存以及通道数据读取、回传等功能,达到了预定的设计目标。

变形镜驱动器驱动电路的设计

为了实现多通道变形镜驱动和控制,设计由6组模块组成的变形镜驱动器。其中每块模块包括硬件部分和软件部分,硬件部分设计包含电源设计、接口设计、D/A转换及放大设计和FPGA设计,其旨在接收驱动电压组成的矢量数据,并把这些数字信号经D/A芯片转换成模拟电压,随后经射随和高压放大电路输出,作为变形镜陶瓷单元的驱动电压。软件部分设计包含FPGA设计和NIOS设计,其中FPGA从矢量驱动数据中提取属于该驱动模块16个通道的驱动电压,并把每个通道的驱动电压,按D/A转换芯片的时序要求,以串行方式把数据发送给对应的D/A芯片,完成对变形镜陶瓷单元驱动电压的输出。NIOS程序旨在实现对上位机指令的处理和反馈,完成对驱动模块参数的配置、调试和保存以及数据源切换、通道电压设置等功能。实验表明,变形镜驱动器不仅能以200 f/s的速率对96单元变形的镜波前校正功能进行控制,而且能够正确完成与上位机的信息交互。

基于FPGA的大针数提花机控制器设计

为解决大针数电子提花机控制器的花型数据传输速度问题,采用FPGA作为处理器,并在FPGA内嵌入NiosⅡ/f软核系统,应用软硬件协同设计。NiosⅡ/f软核系统是将NiosⅡ/f软核处理器、SDRAM控制器、EPCS控制器、SPI控制器I、O口控制器、PIO内核及电子提花机控制器所需的其它模块集成在一起并给出花型数据传输的硬件电路设计。此设计有效解决了花型数据传输速度的瓶颈问题。

SOPC技术在低温目标微弱信号采集器中的应用

本文阐述了一种新颖的基于SOPC技术低温目标微弱信号采集器的开发设计,该方案将系统的多个功能模块集成在一款Altera公司推出的低成本、高密度、具有嵌入式NIOS软核CPU的Cyclone系列的现场可编程阵列(FPGA)上,大大提高了系统设计的灵活性、信号采集的可靠性和读取数据的速率。详细论述了基于NIOS信号采集器的软硬件实现,并重点描述了Avalon从外设的定制。

基于SOPC的开放式机器人控制器设计

针对机器人控制器的开放性发展趋势和传统控制器固有的缺陷,采用分层方式设计了一种新型的基于SOPC的开放式机器人控制器;首先给出了广义开放式控制器的性能考量标准,然后结合SOPC技术可裁剪、可扩充、可升级的特性,分别从硬件层、系统层和应用层角度对该控制器的开放性进行了论证,最后通过一个应用实例验证了该控制器的可行性与可靠性;设计的基于SOPC的控制器为开放式机器人控制器的发展提供了一条新思路,具有一定的实用性和推广价值。

基于FPGA的嵌入式千兆以太网接口设计

运用SOPC技术流程和嵌入式系统完成了基于FPGA千兆速率接口设计,工程主要分为硬件环境的构建和软件执行环境的配置。设计实现了将以太网的传输速率提高到1000M模式,具有一定的工程实际参考价值。