用SDRAM在高速数据采集和存储系统中实现海量缓存

SDRAM作为大容量存储器在高速数据处理系统中具有很大的应用价值。详细介绍了SDRAM的存储体结构、接口信号和操作方法 ,结合实际系统设计给出了使用大规模集成电路FPGA实现的硬件接口 ,并分析了操作SDRAM时的状态转移过程。

基于FPGA的四口RAM设计与实现

为了满足并行系统能够高效进行大量数据传输和交换的实时性要求,设计并实现了基于FPGA的四口RAM。四口RAM由1个双口RAM模块、4个缓存模块和2个控制模块构成。双口RAM作为四口RAM的存储实体。缓存模块是外部多处理器与双口RAM之间接口数据缓冲,由3个FIFO构成,分别缓存外部多处理器的读写命令、地址和数据。控制模块由有限状态机实现,通过分时读取4个缓存模块,完成对双口RAM的读写操作,实现四口RAM功能。软件测试和具体项目的应用表明,系统功能正常,此方法具有可行性和有效性。

RAM护理干预对肠癌术后肠胃功能恢复与心理状态的影响

目的探讨肠癌手术患者采用罗伊适应模式(Roy adaptation model,RAM)护理模式干预后肠胃功能恢复与心理状态的影响,为临床应用提供依据.方法将2014-08/2016-08天津医科大学第二医院收治的120例肠癌患者随机分为观察组和对照组,对照组患者采用常规护理方案进行干预,观察组患者采用RAM护理模式进行干预;对两组患者禁食时间、排气时间、肠鸣音恢复时间、排便时间等肠胃功能评价指标进行记录;在患者出院后2 wk复查时使用汉密尔顿抑郁量表(Hamilton depression scale,HAMD)及汉密尔顿焦虑量表(Hamilton anxiety scale,HAMA)量表对患者心理状态进行评估,调查术后3 d内患者谵妄发生率并统计患者临床满意度及护理疗效.结果出院后2 wk时观察组患者临床有效率显著高于对照组(P<0.05);手术治疗后观察组患者禁食时间、排气时间、肠鸣音恢复时间及排便时间显著低于对照组(P<0.05);出院后2 wk时观察组患者HAMD及HAMA评分显著优于对照组(P<0.05);观察组患者术后3 d内谵妄发生率显著低于对照组(P<0.05);观察组患者满意度明显优于对照组,且差异存统计学意义(P<0.05).结论肠癌手术患者采用RAM护理模式进行干预后,可有效改善患者肠胃功能及心理状态,具有较高的临床应用价值.

双口RAM读写正确性自动测试的有限状态机控制器设计方法

通信错误将会造成小型PLC系统运行异常.双口RAM是系统中ARM与FPGA通信的桥梁,为了自动测试双口RAM的读写正确性,提出一种对双口RAM的读写正确性进行自动测试的有限状态机控制器的设计思路,设计有3种读双口RAM存储单元内容的方式,10组测试数据可供选择,建立了3种状态的有限状态机,确定了状态间的转换条件;状态机在读状态时,能够从B口读出数据通过LED灯显示,同时允许ARM高速读取A口数据并与所选择的测试数据进行比较.应用Verilog硬件描述语言编程设计了FPGA硬连接电路,经综合仿真测试,有限状态机能够自动有效地完成测试功能,展示出操作便利特点,提高了测试效率.

面向MLC STT-RAM的寄存器分配策略优化研究

多级自旋转移力矩磁性存储器(MLC STT-RAM)是一种新型的非易失性存储介质。不同于采用电荷方式来存储信息的SRAM,MLC STT-RAM利用自旋偏振电流通过磁隧道结(MTJ)改变自由层的磁层方向来存储信息,能够天然地避免电磁干扰。文章利用MLC STT-RAM的抗电磁辐射特性,探索在航天抗辐照环境下将其作为存储介质用于寄存器设计。在MLC STT-RAM中,每个存储单元有4种不同的阻抗状态,不同的阻抗状态之间的转换具有不同的能耗和延迟的代价。而传统的基于SRAM的寄存器分配技术并没有考虑不同的写状态转换的影响,其在没有考虑溢出优先级的情况下启发式地选择潜在溢出变量,因此该方法不适合用在MLC STT-RAM的寄存器分配中。针对该问题,提出了一种面向写状态转换的MLC STT-RAM寄存器分配的溢出优化策略。具体来说,首先,通过每个写状态转换频率的线性组合来构成溢出代价模型。然后,根据溢出代价模型针对性地选择溢出变量,选择代价低的变量保存在寄存器中,而代价高的变量倾向于被溢出,从而便实现了面向MLC STT-RAM的寄存器分配策略的优化设计。

双口RAM在PCI总线与AVR接口设计中的应用

为了提高PCI总线与AVR单片机之间的数据传输速度,利用双口RAM通过共享的方式实现PCI总线与AVR单片机之间的高速数据交换。利用有限状态机方法将PCI接口芯片局部端逻辑转换为双口RAM读写控制信号和地址数据信号,并通过仿真工具Modelsim Se对接口电路进行了验证,得出的仿真波形符合要求;利用乒乓操作方法实现PCI接口芯片和AVR单片机交替读/写数据存储区,有效提高了PCI总线与AVR单片机之间的数据传输速度。实践证明该设计方法是解决高低速设备的传输瓶颈问题的有效途径。

基于RAMS的轨道交通转向架关键部件状态评估

将转向架系统的关键部件利用ABC分类法筛选,应用RAMS对轨道交通转向架关键部件进行状态评估,利用安全性确定部件维修方式,利用可靠性确定部件维修时间间隔,利用可用性判断部件维修状态。以某地铁公司的转向架系统数据为例,以故障分布函数及风险优先数方法制定关键部件维修措施,以运营可用度决定是否采用该维修措施,确定了车轮和一系弹簧需采用更新后的维修措施。此状态评估方法对部件维修措施制定与实施具有指导性作用。

基于FPGA的激光雷达高速数据采集系统设计

为了对激光雷达的回波信号进行采集,设计了一款基于FPGA的高速数据采集、预处理系统.该系统以FPGA内嵌DRAM作为存储器,以同步有限状态机作为控制方式,可在1kHz的外触发信号激励下,以20MHz的采集频率采集数据,并可在不丢失脉冲的情况下,对采集到的4 096个数据点进行5 000次以上的对应点累加平均(滤除背景噪音).设计完成的数据采集系统已应用于一台米散射激光雷达系统中,达到了30km探测距离、7.5m时空分辨率的设计要求.

基于VME总线的光刻机多板卡通信接口设计

VME总线由于其高性能、兼容性、并行性和高可靠性一直在图像处理、军事通信等众多领域得到广泛应用。在集成电路芯片的制造设备光刻机中,利用VME总线能使工控机比较方便的对各个板卡进行指令传送和实时数据监控。本文在详细介绍VME总线功能特点的基础上,给出了一种在FPGA中将VME总线时序控制模块和双口RAM结合在一起,以实现工控机通过VME总线与多DSP信号处理板局部总线进行通信的接口设计方案。由仿真和实验结果表明,该接口数据发送和接收时序正确,逻辑严密,运行可靠。

基于FPGA的智能化I/O接口在飞机测控系统中的应用

介绍了基于FPGA技术的智能化I/O接口技术的实现原理及其在飞机电气负载管理中心中的应用。并对整个系统的结构进行了分析,给出了系统实现原理图、一些关键环节的VHDL代码和部分功能的时序图。以此设计的I/O接口卡,其电路简单可靠,容易扩展,能够满足飞机测控系统的要求,并在试验样机中成功引用。

区域大气模式中陆面子模式起转过程的研究

模式的起转过程(spin-up)是指在非平衡初值或扰动的条件下,模式进行调整而达到平衡态的过程。以黑河实验(HEIFE)1991年6月20日到7月20日张掖站观测的地表能量通量和土壤温度资料为基础,用大量数值实验研究了RAMS(Regional Atmospheric Modeling System)陆面子模式起转过程所需的时间范围。数值实验中,为细致考虑土壤初始参数对此过程的影响,共设计了40余组不同的初始土壤水、热参数。通过模拟结果分析,把RAMS陆面模式起转过程的表现归纳为4大类,并说明了这个过程的持续时间可能因为土壤初始参数的不同而产生较大的差异,其范围可能为数小时至一周以上。在判断RAMS模拟地表、低空物理量时,土壤含水量是判断模式是否达到平衡态的重要因子。

汉代梁国《睢阳曲》之源流

汉代梁国的打夯号子即《睢阳曲》,是今天商丘夯歌的源头。由此上溯,它的源头可以追溯到宋国的讴谣和远古的葛天氏之乐;由此下寻,可以追溯到今天的商丘夯歌和豫东大鼓音乐。

基于FPGA的MEMS陀螺阵列信号采集系统

针对传统单片机控制器无法同时读取MEMS陀螺阵列的测量数据,难以满足实际工程应用的测量要求,为提高MEMS陀螺仪的工作性能,设计了一种基于FPGA的MEMS陀螺阵列信号采集系统。系统选取FPGA作为主控芯片,与外围器件ADXRS810陀螺仪搭建陀螺阵列信号采集平台。选用Verilog HDL作为输入语言来实现FPGA内部逻辑设计,通过SPI协议和状态机实现与陀螺阵列的数据通信,采用双口RAM模块给阵列陀螺分配不同的地址并通过RS232串口实现和上位机的通讯。通过搭建的软硬件实验系统测试,表明设计的系统具有实时性好、精度高、成本低的特点。

多DSP局部总线与VME总线的接口设计

在多DSP信号处理系统的设计过程中,开发基于标准总线的信号处理模板已经成主流设计方案。这种设计方案的难点就是局部总线到标准总线的时序转换比较复杂。在详细介绍VME总线功能特点的基础上,给出了一种在FPGA控制下实现的工业控制计算机通过VME总线与多DSP信号处理板局部总线进行通信的接口设计方案。FPGA的控制功能采用状态机工作方式实现。

时频数据驱动的典型复杂供输机构健康状态软测量方法

复杂供输机构的运行环境恶劣,传感器采集到的振动信号中含有猛烈冲击、噪声等成分,属于典型的非平稳特征信号,难以直接评估供输机构健康状态。针对上述问题,提出一种基于时频数据驱动的供输机构健康状态软测量方法。利用Morlet小波变换得到振动加速度信号时频图作为输入特征,构建基于深度卷积网络的软测量模型。在深度卷积网络中引入Dropout正则化项,减缓过拟合现象,同时定量分析软测量结果不确定性。复杂供输机构台架试验表明:该方法能够有效区分供输机构健康状态,准确率达到90%,在性能退化阶段,能够定量分析机构退化程度,测量误差在7%左右;与基于均方根值、信息熵及时频图的软测量方法对比分析可知,该方法能够有效提高供输机构健康状态识别精度和性能退化程度测量精度,降低测量结果的不确定性。

数字双节目电视系统中场存储器的设计

本文对数字双节目系统中所用的场存储器的特点进行了分析,采用大规模动态存储器MCM514256,设计并制作了场存储器,与采用静态存储器相比,具有体积小,耗电少,成本低等优点,经过实际使用效果很好。

基于有限状态机的双端口存储器访问竞争处理方法

在多处理器架构中,关于双端口存储器访问竞争的解决成为提高系统可靠性的关键技术,本文设计了一种基于有限状态机的双端口存储器访问竞争处理方法。通过有效有限状态机的方式,控制双端口RAM访问权限,按交替轮询的方式分别对双口RAM进行访问,可以避免两端口对同一地址单元操作,并控制竞争访问的发生。该方法对系统时序的匹配要求较低,易于设计,不依赖于存储器的仲裁逻辑,可靠性高,具有较强的移植性,为解决多处理器架构中双口竞争问题提供一种有效的方案。

基于FPGA的双口RAM与PCI9052接口设计

为了解决PCI9052和双口RAM之间读写时序不匹配的问题,本设计采用可编程器件来实现它们之间的接口电路。此电路可以使系统更加紧凑。核心逻辑部分采用有限状态机实现,使控制逻辑直观简单,提高了设计效率。通过仿真工具ModelSim Se对该接口电路进行了验证,得出的仿真波形符合要求。

山东邹城邾国故城遗址2018年西城墙发掘简报

2018年3—7月,山东大学历史文化学院对山东省邹城市邾国故城遗址西城墙进行考古发掘,发现城壕、城墙等遗迹。其中,城墙为平地起筑,后期修补较为频繁,部分区域可见完整的夯层、夯窝及版筑痕迹。依据构筑方式、出土遗物等信息可将城墙分为春秋晚期至战国时期、战国时期、两汉时期三个阶段。城壕堆积相对凌乱,可分为始凿阶段(不晚于战国中期)、外扩阶段(战国至汉代)、废弃阶段(魏晋以后)。此外,发掘过程中还清理水井、墓葬、灶等遗迹,特别是J2内出土一批戳印陶文的陶罐,为进一步研究历史上邾国故城手工业生产管理制度和生产面貌提供了重要线索。