基于VHDL语言的参数化设计方法

随着FPGA制造工艺的不断进步,越来越多的应用可以在FPGA中实现。虽然用于FPGA设计的VHDL语言具有很好的可移植性,但是FPGA芯片的可用资源不尽相同,因此对设计的规模进行参数化才能实现设计的可移植及充分利用FPGA的资源。此外,同一算法在不同的应用领域中,也会需要对其规模进行改变。设计的参数化是指只需要对参数进行设定就可以自动生成相应规模设计的技术。首先提出了一种基于综合工具的VHDL参数化设计方法,其次以多路奇偶校验生成器为例,详细说明了参数化的基本过程,最后在HMMer的FPGA实现中应用所提出的方法,从而实现对运算单元数量的控制。所提出的参数化方法具有操作简单、代码变动小、无需要第三方代码支持等优点。实验表明,该方法是VHDL设计中成本小、效果好的参数化设计方案。

VHDL数字系统设计实验教学研究

VHDL数字系统设计实验课程已建成立体化教学资源,自主开发了EDA实验平台,建成含课堂视频、实验指导视频、电子教案、网上信息发布、师生互动等的课程网站;还精心设计了实验内容,安排了由浅入深的基本模块电路设计、简单综合设计、接近工程实际的复杂设计3个层次实验;改革实验教学方法,提供全方位的实验教学指导;加强学生实验过程管理,开发并使用了现场电脑打分系统;完善有效的实验考核方案。结果表明:该一系列措施在实验教学体系建设方面取得了较好成绩,使实践课达到了教学直观和知识系统化的目的,学生普遍反映受益匪浅。

采用FPGA技术实现DDA插补算法的研究

在Xilinx ISE开发平台上,运用硬件描述语言VHDL设计了DDA直线插补程序与DDA圆弧插补程序,并使用ModelSIM6.1进行功能仿真,选用Xilinx公司Spartan-3E系列的器件进行下载配置,硬化实现了DDA插补算法。

基于FPGA的电脑横机控制器PC104总线接口设计

针对电脑横机编织需要可靠的数据交换,提出一种新型控制器,由工控机和FPGA主控板构成,通过PC104总线进行数据传输.主控板由SpartanTM-3系列FPGA、配置PROM、双向电平转换器等构成,介绍了用VHDL语言描述的FPGA内的PC104接口逻辑,给出了程序代码,经编译、综合、下载后,通过逻辑分析仪测量了总线数据读取时序,时序图表明该接口工作稳定.实际应用也证明,该接口体积小,性价比高,并可移植.

高精度中频双极性PWM信号发生器的FPGA实现

针对DSP芯片的PWM驱动信号精度与载波频率不能兼顾的矛盾,提出了一种基于FPGA器件的高精度中频双极性PWM信号发生器,该PWM信号发生器采用VHDL语言予以实现,具有集成度高、抗干扰能力强、中频范围内频率可调而不改变PWM精度的特点。仿真结果表明在中频范围内,该PWM信号发生器可以方便的改变PWM驱动信号频率,而其精度不会变化。在长脉冲激光驱动电路中实验中,该PWM信号发生器很好地解决了PWM精度与频率之间的矛盾,并具有较强的抗干扰能力。

阻塞斩波三相交交变频电源的FPGA控制实现

变频技术是重要的节能技术,所以针对低频或转速不恒定的节能设备,提出了基于FPGA数字控制的三相交交直接变频电源技术。用VHDL语言对主控芯片FPGA编写程序,其输出的高频SPWM信号经驱动电路后作为电源和负载间开关MOSFET的控制信号。MOSFET周期性地部分阻塞电源不能达到负载来改变输出电压的频率,同时在放行的时区斩波来改变输出电压的幅值。基于Matlab仿真平台,对系统进行了建模和仿真,仿真结果验证了该技术的正确性。最后给出了频率为7.14 Hz和2.63 Hz的实验波形,实验结果证明了该技术的可行性。

利用VHDL语言实现直接数字频率合成

介绍了DDS技术的组成原理及特点,利用VHDL语言在Altera公司的FLEX10K系列器件上实现了DDS系统,通过MAX+plusII和Matlab演示了仿真结果.

基于FPGA的数控折边机温度采集系统

针对现场可编程门阵列(FPGA)的特点,提出了一种使用超高速集成电路硬件描述语言(VHDL)有限状态机来实现串行外围设备接口(SPI)多通道采集和通过FIFO缓存采集数据存储至外部ROM的方法,设计了基于ADS7863的智能温度采集系统。实验结果表明:采用该方案能有效快速地完成折边机的智能温度数据采集与存储,验证了其可行性。

基于FPGA/CPLD数控系统插补智能芯片设计

基于数控智能芯片的架构和软件硬化的理念,利用FPGA/CPLD设计插补模块既保留了硬件电路运算速度快(纳秒级)、插补思路清晰的优点,又克服了原有数字逻辑插补电路灵活性差的缺点。选用美国Altera公司的CycloneⅡ系列芯片进行下载配置,实现了脉冲增量式插补中的逐点比较法轮廓插补算法,定义出了芯片的输入/输出接口,通过VHDL语言进行编程仿真,获得了输出脉冲波形,完成了直线和圆弧轮廓4个象限的插补功能。

基于FPGA的IIR数字滤波器的实现

数字信号处理在科学和工程技术许多领域中得到广泛的应用,与FIR数字滤波器相比,IIR数字滤波器可以用较低的阶数获得较高的选择性,本文采用一种基于FPGA的IIR数字滤波器的设计方案,首先分析了IIR数字滤波器的原理及设计方法,然后通过MAX+PLUSⅡ的设计平台,采用自顶向下的模块化设计思想将整个IIR数字滤波器分为:时序控制、延时、补码乘加和累加4个功能模块。分别对各模块采用VHDL进行描述后,进行了仿真和综合。仿真结果表明,本课题所设计的IIR数字滤波器运算速度较快,系数改变灵活,有较好的参考价值。

基于ISE开发系统的FPGA器件的设计与实现

ISE是Xilinx公司最新推出的业界功能极为强大的可编程逻辑器件开发工具 ,本文通过一个设计实现计数器的实例 ,细致地介绍了ISE的设计流程和实现方案。

基于FPGA的Turbo码交织器的设计与实现

根据组合交织器的设计思想,提出一种新的组合交织方案,即隔行写入分组螺旋式对称交织方案,给出了利用现场可编程门阵列(FPGA)设计实现这种组合交织器的方法．在MAX+PLUSII软件开发环境下仿真的结果表明,设计的组合交织器具有误码率低、处理速度快、易于修改等优点,具有较高的实用性．

基于FPGA的身份认证标签设计与实现

针对当前射频电子标签这种无线数据采集方式的数据安全问题,提出了具有身份认证功能的电子标签。把私有密钥封存到标签存储器中,同时结合标签的加密电路以及状态机的控制逻辑实现标签的认证功能,只有授权的阅读器才能够阅读授权标签中的信息,确保标签数据不被泄漏。本文介绍了标签认证机制的算法流程,分析了认证授权的状态机控制模块,并提出了标签的物理结构。采用至上而下的专用集成电路(Application specific integrated circuits,ASIC)设计方法,在现场可编程门阵列(Field programmable gate array,FPGA)上进行了功能仿真,时钟频率为45 MHz。软件自动完成硬件描述语言(Very-high-speed integrated circuit hardware descrip-tion,VHDL)源程序的分析、综合、优化及硬件下载,并对设计进行了逻辑仿真与时序仿真。结果表明所设计的标签可以达到预定身份认证功能。

基于FPGA的CRC算法的串行和并行实现

在数字数据通信系统中,由于信道传输特性不理想以及噪声等干扰,常常会出现一些异常情况。因此,通常在数据通信中添加循环冗余校验(cyclic redundancy check,CRC)码,可以大幅度提高通信的可靠性。文章在论述串行CRC实现的基础上,对电路结构提出了改进的方案,实现了基于现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array,FPGA)的CRC的串行2、4、8位和并行算法,并用超高速集成电路硬件描述语言(very-high-speed integrated circuit hardware description language,VHDL)实现CRC校验,将实验结果下载到DE2,验证了方案的可行性。

EMCCD时序发生器的VHDL设计

具有电子倍增功能的CCD图像传感器在微光探测与成像领域获得了极大的成功。分析了该TC285SPD EMCCD用于微光成像时的控制要求,并结合模拟前端信号处理器AD9845B的时序控制要求,采用VHDL语言进行编程,实现了对该EMCCD的驱动控制。详细介绍了EMCCD时序发生器的VHDL设计方法和实现过程,在QuartusII环境下给出了系统的仿真结果,并对结果进行了分析讨论。

基于FPGA技术的高速数控DDA插补器的设计与研究

文章介绍了采用FPGA技术设计的高速数控DDA硬件插补器。利用VHDL语言和原理图相结合的方法进行编程,实现了基于FPGA技术的高速数控DDA插补器。选用Cyclone系列的EP1C3T144C8芯片设计数字积分法插补器,通过QUARTUSⅡ9.0软件进行编译仿真。实验数据分析表明在40MHz的时钟频率下,实现0.1μm的插补精度,理论上可达到60m/min的插补进给速度。该插补器可与上位机构成具有粗、精插补功能的运动控制系统,来实现高速、高精度的各种直线和复杂曲线的运动控制。

基于MT90系列与FPGA的交换矩阵设计

介绍了基于 MITEL公司 MT90系列芯片及 XIL INX公司的 xc2 s10 0 FPGA芯片完成 E1接口环境下的交换矩阵的设计 ,并给出速率转换部分的 VHDL语言描述和行为级仿真。

利用CY7C68001实现FPGA与PC的数据交换

随着现场可编程门阵列(FPGAFieldProgrammableGateArrays)技术的飞速发展,FPGA的应用日益广泛。由于FPGA具有高速数据处理能力,它被广泛应用于实时处理系统中。而PC机则具有强大的文件管理功能,众多的软件资源以及可以将数据长久地保存以便日后的应用或处理。两者之间的功能具有互补性,所以实现FPGA与PC机之间的通讯就具有重要的现实意义。本文介绍利用CYPRESS公司的CY7C68001芯片通过USB协议来实现FPGA与PC机之间的通讯。USB协议有USB1.1(最高速度12Mbps)和USB2.0(最高速度480Mbps)两种,CY7C68001芯片支持全速(12Mbps)和高速(480Mbps)两种模式。本文仅介绍了全速模式,高速模式时需改变FPGA侧的VHDL程序并且PC机也必须支持USB2.0协议。

8位CISC微处理器的设计与实现

介绍了一种基于FPGA芯片的8位CISC微处理器系统,该系统借助VHDL语言的自顶向下的模块化设计方法,设计了一台具有数据传送、算逻运算、程序控制和输入输出4种功能的30条指令的系统。在QUARTUSII系统上仿真成功,结果表明该微处理器系统可以运行在100MHz时钟工作频率下,能快速准确地完成各种指令组成的程序。

可编程逻辑器件设计新思路

可编程逻辑器件在集成电路的发展中占有重要地位。深亚微米与超深亚微米技术的发展使可编程逻辑器件向系统级可编程芯片转移。本文详细阐述了基于IP的系统级可编程芯片的设计策略。