动态部分重配置及其FPGA实现

动态部分重配置充分利用了FPGA芯片提供的可重配置功能,提高了FPGA芯片的利用率,减小了FPGA芯片的配置时间,有效地提高了系统的整体性能。该文介绍了动态部分重配置的两种实现方法,并在Spartan-ⅡFPGA上进行了验证。

通过USB接口实现FPGA的SelectMap配置

本文提出了一种基于USB接口的FPGA SelectMap配置方式的实现方案。方案以大容量Spartan3 FPGA作为配置目标,选用Cypress EZ-USB FX2LP作为USB设备芯片,采用其内置的端点FIFO和GPIF状态机实现了一个高性能的配置数据传输通道,并设计了USB厂商请求来控制配置进程。方案具有配置灵活、成本低、速度快、实现简单的特点,目前已在很多软件无线电项目中得到应用,具有很强的实用性。

基于以太网的数据采集在Xilinx FPGA上的实现

随着网络技术与可编程逻辑器件的飞速发展,使得实现对工业生产设备进行监测有了更快捷的设计方法和更直观的监控方式。本文在Xilinx公司的现场可编程门阵列FPGA上设计实现了基于以太网的嵌入式数据采集系统。主要阐述了硬件平台设计、嵌入式实时操作系统移植以及嵌入式WEB服务器的实现,同时详细给出了FPGA MicroBlaze IP软核的实现。

基于ARM的嵌入式系统中从串配置FPGA的实现

介绍一种在嵌入式系统中使用ARM处理器从串配置FPGA的方法,将系统程序及配置数据存储在系统Flash中,利用ARM的通用I/O口产生配置时序,省去专用的配置PROM;详细讨论了Xilinx公司FPGA从串配置的时序;论述了S3C44B0X从串配置Spartan3E系列FPGA的软硬件实现;由于该方法在成本,体积,灵活性上的优势,将此方法应用在嵌入式系统中具有很强的实用价值。

基于Spartan3S400的LIN总线控制器IP核设计与车载应用

针对LIN总线在车身网络系统中的应用,提出一种基于FPGA技术设计LIN总线控制器的方案,应用IP(Intellectual Property)功能软核设计方法,实现多条LIN总线控制器在一片芯片内集成,可减少车身网络LIN控制器的硬件数目,降低功耗。介绍了基于Spartan3S400芯片的LIN总线控制器的软、硬件设计与实现,并对总线控制器系统功能进行仿真实验与分析验证。实验结果表明,其功能核满足车载LIN总线通信要求,与传统的MCU设计方式相比,在系统可靠性、成本、体积和功耗等方面具有明显的改善,在未来绿色、节能、环保车型上具有广泛的应用。

用FPGA实现示波器的数字存储

普通示波器通过附加电路可构成简易数字存储示波器。电路以FPGA主控部件为核心。输入电路包括功能选择、信号放大和A/D转换电路。输出电路含功能选择、D/A转换、有源滤波和信号放大电路。控制电路以SpartanⅡ构成小系统,协调输入、输出电路工作。通过对模数和数模高速转换器的控制,实现信号采集、处理及存储,处理结果用普通示波器显示。

Spartan6芯片μC/OS-Ⅱ的可抢占式嵌套中断控制方法

介绍了Spartan6芯片搭载MicroBlaze软核的硬件平台,以及集成了μC/OS-Ⅱ操作系统的软件平台;给出了在此软硬件平台上的可抢占、可嵌套的中断机制的实现方法;灵活地运用面向底层硬件代码与操作系统代码之间的参数传递,协调了中断处理与任务调度之间的关系。阐述了方案的原理,给出了程序流程图;通过试验,验证了可抢占、可嵌套的中断机制的正确性与可行性。

基于FPGA图像采集系统的硬件电路设计

为实现图像数据的采集与显示,利用Xilinx提供的MIG_example_designIP核,结合Verilog HDL语言,设计了一种以Spartan 6系列现场可编程门阵列(FPGA)为核心的实时图像采集系统硬件电路。由CMOS OV7670图像传感器进行系统图像采集,利用乒乓操作将图像数据写入DDR3 SDRAM中,经过缓存后将图像输送给上位机由VGA进行实时显示。使用ISE Design 14.7对系统的整个过程和各个模块进行设计。基于Modelsim进行仿真测试,证明该系统满足设计要求。该设计灵活性高、可移植性强,且能够进行实时显示,有助于对图像的预处理,尤其是图像分析和目标识别的优化,为进一步开发更复杂的图像算法提供借鉴。

FPGA+DSP实时三维图像信息处理系统

一种基于高性能FPGA+DSP核心架构的实时三维图像信息处理系统。介绍了系统硬件结构和数据处理流程,按模块分析了硬件设计和逻辑连接,给出了图像预处理和三维重建算法的硬件实现流程。

Rijndael加密算法在低成本FPGA上的实现

论文介绍了Rijndael加密算法的不同硬件实现方式。为了兼顾硬件资源和电路性能两个方面,根据XilinxFPGA内在的结构特点,设计采用了inner-round流水线结构,利用了FPGA的内置RAM和丰富的寄存器资源,在消耗很少资源的情况下获得了极高的加密速度。

基于USB2.0协议的高速移动数字电视接收系统

作为地面数字电视广播接收系统,个人计算机(PC)实时接收技术将是下一个应用的突破.在该应用的研究当中,需要解决高速数据的传输、节目流的解复用和音频流、视频流的解码播放等环节.根据清华大学微波与数字通信国家重点实验室提出的地面数字多媒体电视广播系统(DMB-T)标准,提出了一种利用USB2.0接口芯片CY7C68013配合FPGA芯片SPARTAN-II FPGA实现移动数字电视接收并实时播放的方法,完成了固件和PC机应用程序的设计.

基于FPGA+AD7606的电力线监测系统的设计

在电力线监测系统中,模数转换(ADC)是影响系统监测性能的重要指标。在分析电力线监测系统对动态范围、采样通道等要求的基础上提出了一种新型的基于FPGA+AD7606的设计方案。该方案通过FPGA内置AD控制器实现了对AD7606的驱动,减轻了CPU的负担,提高了系统性能的同时还降低了整体系统的成本,减小了电路板面积,具有非常广阔的应用前景。

运动跟踪测量相机的设计与实现

针对运动跟踪问题,设计了一种千兆网测量相机,在相机中做基本的单点空间运动坐标的抽取计算,极大简化了系统结构并提高了系统性能。千兆网测量相机采用CMOS图像传感器CMV2000,具有高帧高清的性能;采用高速高性能FPGA做驱动器和数据处理器,集成度高。在FPGA内嵌入Micro Blaze软核处理器设计了片上系统(SOC);采用了一种基于直线段的连通域快速检测算法,实时计算数字图像的多个标志点的空间坐标;用以太网MAC核(TEMAC)和88E1111高速以太网收发器实现千兆网传输,将运动物体的空间坐标数据发送到上位机。测试结果表明,系统运行稳定,数据测量的实时性和精度都满足要求,具有很大的应用价值。

一种实用的多通道SPI接口设计

针对目前集成多板卡设备的管理需求,提出了一种采用FPGA芯片实现多通道SPI接口,并将SPI接口作为板卡间管理通道的解决方案。该方案在设备主控板上通过FPGA芯片将CPU的并行数据/地址总线接口转换成多通道的SPI接口,并在接口板上通过EPLD芯片将SPI接口转换为并行数据/地址总线接口,这样可以将设备所采用的多CPU主从模式架构简化为单CPU架构,从而减小设备的软件开发工作量,同时也节约了硬件成本。

基于XC3S1600E的实时数据采集与处理系统

本文主要介绍了一种基于FPGA的USB总线技术的双通道数据采集系统设计方案,该方案采用Spartan3E XC3S1600E作为核心处理芯片,使用FPGA内部的软核及状态机把各个模块有效的连接起来。

TCP/IP通信技术在Xilinx FPGA上的实现

研究了TCP/IP通信协议栈在Xilinx公司现场可编程门阵列FPGA上的实现,介绍了其软硬件的系统组成和原理,提出一种不需操作系统的TCP/IP协议栈的高效工作模式,并在Spartan 3 FPGA上移植成功,通过建立测试平台进行测试,证明其工作方式具有更高的通信性能,为水利水电自动化系统设备开发提供新的思路。

VME与IEC60044-8协议的FPGA实现

对lEC60044-8协议和VME总线的通信过程进行研究,并在Spartan6FPGA上分别实现链路层通信功能和从板通信逻辑功能。本方案选择双口RAM作为异步协议之间的数据接口,实现了协议数据的透明转换。经过仿真试验验证,设计满足设计技术规范要求,已在产品中应用。

Simulation of 5-Fluorouracil Intercalated into Montmorillonite Using Spartan ’14: Molecular Mechanics, PM3, and Hartree-Fock

Molecular mechanics calculations, based on equations such as the one below, are used to investigate a colorectal cancer drug, 5-fluorouracil, intercalated into a clay, montmorillonite. This combination is currently being considered as a drug delivery system. The swelling of clays has been studied since the 1930s and is still not fully understood. Spartan ’14 is used for the calculations. Semi-empirical and ab initio basis set scaling is also examined since there are roughly 300 atoms involved in the full model.

“斯巴达人”卫星

美国航宇局研制了一种取名为“斯巴达人”(Spartan)的卫星,用于研究各种天文物理学,太阳和慧星现象。这是一种小型的自主式卫星,可以多次重复使用。星载的专用系统(科学仪器)和保障系统基本上都继承了探空火箭上使用过的技术和硬件,因此,“斯巴达人”卫星具有简单、可靠、高效、低成本的特点。探空火箭进行直上直下的飞行,科学仪器能进行观测的时间只有几分钟,而“斯巴达人”卫星在环地轨道上运行,观测时间可延长10～1000倍。观测时间的长短主要取决于星载电源和姿态控制用气源的多寡。

MX导弹的“密集”部署方案

据美国官方和国会有关人士透露,关于 MX 导弹的部署方式,里根总统很可能选中“密集”部署方案(Cluster ordense pack)。所谓“密集”部署方案,就是在26～39平方公里这样狭小的范围内,部署近百枚 MX 导弹。