基于FPGA的PXIe总线DMA设计与实现

PXIe总线标准是PCIe总线的工业扩展。通过对基于FPGA的PCIe IP Core的研究,在FPGA上实现了PXIe总线,并提出了PXIe总线DMA的新设计。从DMA作为总线主设备和总线从设备两种功能出发,设计了两个DMA通道,分别完成数据读和包的传输。并且设计了将小块离散数据整合成连续数据块的优化算法,使四通道PXIe能达到500MB/s的读写速度。经过实际信号的测试,验证了DMA模式数据传输的正确性及传输带宽。该系统可以满足高速PXIe总线传输带宽的要求,在工程应用中有显著的参考价值。

基于PXIe总线技术的电场指纹检测系统设计

研制了一套低激励、高精度、一体化的模块化电场指纹检测系统。采用基于PXIe总线的模块化设备搭建硬件系统,在LabVIEW开发环境下编制了图形化测控软件。经实验验证,该系统能准确捕捉金属腐蚀的萌生并且误差小,提高了电场指纹检测实验的安全性及准确性、减少了测试时间、提高了检测效率,有益于推广电场指纹技术的应用。

基于FPGA与PXIe总线的光纤通信板卡设计与实现

为实现基于线阵CCD成像原理的调焦调平系统的图像数据采集、上传与分析,设计了基于PXIe总线与FPGA的数据传输系统。系统采用FPGA夹层卡(FMC)架构,由夹层卡和载卡构成。夹层卡配备4个高速光纤通信接口,实现与高速图像输出设备的接口互联。载卡采用FPGA做为主控制器,实时接收夹层卡传输的图像数据,将其缓存至板载的DDR SDRAM后,通过PXIe接口传输至PC机。系统研制完成后,对10 Gbps传输速率下的光纤接口的数据传输性能进行了测试,得到了端正、线迹清晰的眼图;进行了PXIe接口的批量数据传输测试,结果表明FPGA发送的数据与上位机接收的数据完全一致,验证了方案的正确性及合理性。

一种基于PXIe总线的频谱监测设备设计

为了解决传统的频谱监测设备功能拓展难、能力提升弱、通用性差等瓶颈问题,提出了一种基于PXIe总线的频谱监测设备设计方法。该方法基于硬件平台模块化及软件功能组件化的设计思想,实现了频谱监测设备硬件可重组、软件可重构、功能可扩展;采用PXIe总线技术,提升了监测数据传输能力。设备通过在软件上加载信号识别模块,从而实现跳频分析、调制方式识别等功能。

PXIe总线可重构测试仪器设计

对传统的通用自动测试系统以及基于现场可编程门阵列的可重构仪器的工作原理和框架结构进行了研究。针对当前传统通用自动测试系统体积庞大、矩阵开关多、易造成仪器损坏、测试效率低等缺点,以通用自动测试系统和可重构仪器的设计理念为基础,提出了一种PXIe总线可重构仪器方案。该仪器采用"核心块+功能块"的框架结构,以现场可编程门阵列组成的可重配置结构为核心,采用AS配置方式,通过PXIe总线实现测试仪器与PC机的通信,设计了数字万用表、信号发生器及频率计等功能模块。利用SOPC Builder创建Nios II处理器系统,设计了配置选择器,实现了各个功能模块的集成、选择及切换。该仪器有效简化了系统结构,减小了仪器接口的冗余度以及开关数量,降低了测试成本,提高了测试效率,同时也使得操作更加灵活和方便。

基于PXIe总线的网络化测控技术实验系统

随着计算机、信号处理和软件技术的发展,虚拟仪器已经成为测控技术的主流技术。为推动测控技术实验教学改革,并结合课程建设需要,开发了一套基于PXIe总线的网络化测控技术实验系统。该实验系统在硬件结构上主要由安装了功能模块和适配接口的PXIe便携式机箱、教学实验箱以及接口电缆等组成。它不仅功能强大、界面友好、扩展性强,而且可以通过以太网,实现测控技术的网络化实验教学。通过课程教学实践表明,该实验系统应用前景良好,具有很大的推广价值。

基于PXIe总线的便携式电动舵机测试系统设计

舵机作为导弹控制系统的重要执行部件,其性能的好坏直接影响到导弹的战斗性能和制导精度。由于传统的舵机测试方法效率低下、精度不高,因此为提高舵机测试效率和精度,开发了一套基于PXIe总线的便携式电动舵机测试系统。该系统主要由便携式PXIe机箱、适配接口、程控直流电源以及测试电缆等组成,它能够根据电动舵机动静态特性相关参数的测试要求,实时完成电动舵机输入信号的控制、信号调理、测试任务下达、数据采集与处理等。测试结果表明,该系统显著提高了舵机测试的效率和精度,结构简单,性能稳定,使用方便,可扩展性强。

基于PXIe总线的旋转可变差动变压器信号仿真技术研究

旋转可变差动变压器(RVDT)信号仿真设备在航空计算机的设计、调试和RVDT数据采集系统的校准等方面起着举足轻重的作用;文中通过对RVDT传感器工作原理深入的剖析,提出基于PXIe总线的RVDT信号仿真方法;文章重点研究了RVDT传感器工作原理及输出特性,阐述了RVDT仿真设备的设计和实现,最后使用RVDT数采板卡CPCI-75C3对RVDT仿真设备进行了验证,结果表明该设备仿真精度高,响应速度快,运行稳定。

基于PXIe总线的便携检测设备设计

便携检测设备以PXIe机箱为主体,以PXIe的嵌入式计算机为主控,通过PXIe总线控制PXIe测试资源。PXIe测试资源引出至设备面板的检测接口,通过测试电缆与被测机载系统交连。使用人员通过平板电脑(以下简称PMA)实现与便携检测设备的人机交互,完成机上原位检测[1]。

基于PXIe总线和LabVIEW数据采集

本文介绍了以PXIe总线体系结构作为数据采集开发平台,可以轻松实现对多种不同类型信号的测量,增强了可扩展性,使设计方案更简便、更灵活。PXIe与LabVIEW虚拟仪器软件建立应用系统,提高了数据存储带宽,为大数据、多参量、同时高速采集,图型化显示提供了一种方法,实现测量数据的快速存储和显示。

基于PXIe总线技术的电化学噪声测试系统设计

开发了基于PXIe总线技术的电化学噪声测试系统。系统通过NI PCIe板卡实现上位机电脑与PXIe机箱的通信,并利用两个高精度数字万用表板卡实现电流噪声和电位噪声信号的测量。在LabVIEW编程环境中开发了图形化测控、分析软件,实现电化学噪声的采集、存储和分析。经X80管线钢点蚀行为实验验证,该系统能准确捕捉到金属的点蚀信号,追踪点蚀萌生发展过程。在确保高精度的前提下具有高通量、扩展性好、稳定性高、操作简便等优点。

基于PXIe总线的中频采集模块设计

结合实际频谱仪项目需求,设计实现了一款基于PXIe总线的小体积中频采集模块,由中频输入调理单元、采样时钟产生单元、数据采集处理单元组成和接口单元组成,可完成输入中频信号幅度调理,ADC数据采集,量化信号抽取、滤波、数字下变频、FFT等处理功能,最终将处理结果通过高速PXIe总线传输到上位机完成处理结果的分析显示。

基于PXIe总线的航空三相电源地面监测系统研究

本文基于PXIExpress(PXIe)总线技术开发了航空电源地面监测系统,用于对航空电源的三相有效值和电源频率进行测量。本文详细介绍了该系统的硬件架构、基于Labview开发的监测软件,和三相有效值和频率算法,并实验验证了该系统的功能。

PXIe技术在多物理量检测系统中的研制与应用

用先进的工业组态软件,结合PXIe总线技术及智能传感器,快速处理各类数据,保证测试精度和速度。实验表明:该测控系统的机械可靠性高,数据采集系统的硬件设计和数据处理过程的软件编制部分协调工作,大大改善了检测条件,提高了检测水平,降低了检测成本,是目前性能较高的多物理量检测系统。

基于PXIe的远程虚拟测控教学设备的开发

基于虚拟仪器技术,在PXIe总线环境下,利用Lab VIEW的网页发布功能,开发一种通过网络远程控制的振动测试教学设备.接入网络的电脑可以远程登录、操作该设备,对被测振动信号进行采集与分析,把同一被测信号在时域和频域内的波形同时显示出来,从而把抽象的理论描述具体化,提高课堂教学效果,激发学生的学习兴趣.同时,在该设备上还可以进行齿轮故障诊断等实验,拓展虚拟仿真实验教学范围、丰富虚拟仿真实验教学内容.

双通道任意波形发生器PXIe模块设计与实现

为解决任意波形发生器在多种应用场景下体积受限问题,设计了一种基于PXIe总线的双通道任意波形发生模块。该模块选用xilinx公司高性能FPGA及DDR3存储器实现数据的快速处理与存取,采用集成化的时钟处理方案,设计过程贯穿模块化的理念。同时基于Visual Studio实现了任意波形发生器虚拟仪器软件设计。该模块能够产生两通道DC^200MHz带宽范围内波形信号,单个PXIe机箱内可接入多块双通道任意波形发生器板卡,完美解决了任意波形发生器小型化问题。

集成电路综合自动测试系统硬件平台设计

针对当前国内集成电路产业快速发展的现状,通过分析集成电路测试需求,研制了国产超大规模集成电路综合自动测试系统硬件平台;首先设计了基于PXIe总线的硬件平台总体架构方案,其次研制了包含数字测试模块等高性能PXIe测试仪器,进一步构建了测试头等分系统并完成系统集成;采用高性能外部仪器和自检校准分系统,对硬件平台进行了指标测试;基于BM3110MPB开展了测试验证;验证结果表明,硬件平台数字测试单通道最高测试速率为1600 Mbps、DPS可实现最大输出电压12 V、最大输出电流800 mA,具备连接性测试、功能测试、直流参数与交流参数测试等功能;该硬件平台未来可有效满足国产超大规模集成电路测试需要。

基于PXIe的宽带中频信号处理模块设计

为了解决目前工业和军工领域中大多数中频处理模块中的瞬时带宽低、动态范围小、传输速率慢等问题,设计了一种基于PXIe的宽带中频信号处理模块。该模块基于软件无线电技术,采用模块化设计,实现对宽带信号的采集、分析、处理与传输。模块选用ADI公司的超高速、大动态ADC芯片AD9690完成宽带信号的采集,以及数字IQ正交变换和第一级降采样等处理,并通过其自带的JESD204B数据发送模块将高速数字信号传输至Xilinx公司Kintex-7系列FPGA进行二次降采样、时域/频域转换等处理。模块采用单槽3U标准PXIe板卡设计,与PXIe控制器实现500MB/s高速数据传输。该模块分析带宽最高360MHz,动态范围可达105d Bc,可以广泛应用于频谱分析、频谱监测、数字接收机等场合。

信息处理单元测试系统并行测试技术研究

针对信息处理单元测试的功能需求,设计实现了基于PXIe总线的测试系统,系统包括测控单元、供电单元和接口单元三个组成部分,并完成了测试系统的软件设计;根据信息处理单元测试系统实际的测试流程和所需资源的使用情况,将并行测试技术引入到系统中,重新对相互独立的测试任务进行了并行化分析,构建了该测试系统的任务调度数学模型,提出了一种改进的自适应遗传算法(即IAGA算法),解决了并行测试模块中复杂且难以优化的任务调度问题;对任务调度模型进行了算法仿真验证和实验结果分析,验证了所得解的全局性,所得出的执行序列与串行测试相比,测试效率提高了43.57%,并与其他算法进行了对比,验证了IAGA算法的可行性与优越性;最后将IAGA算法嵌入到了测试系统的软件当中,实现了该优化策略的实际工程应用。

某伺服系统实时性自动化测试优化设计

伺服系统具有验收指标要求高,测试复杂,运行条件有限等特性,传统的人工测试局限性高且精度无法得到保证;伺服系统具有圆周扫、扇扫等功能,而转台作为该伺服系统的核心部件,是伺服系统旋转的主要机构,因此对伺服系统部分指标的测试可简化为对转台进行指标测试;基于PXIe总线的自动测试设备,具有高数据处理速度、高集成度、高国产化度、高稳定性等特点,适用于转台设备的自动化测试;采用FPGA和惯性传感器作为数据采集核心,设计PXIe总线转台自动测试设备,对多个指标同时测试,可将测试效率提升80%,满足转台测试设备的设计要求,同时具备良好的扩展性,该设计能够推广至其他需对转台进行测试的应用场景。