基于ZYNQ-7000 FPGA和AD9361的软件无线电平台设计

设计了一种基于ZYNQ-7000系列FPGA和AD9361的软件无线电(SDR)平台。该平台采用零中频软件无线电方案,选用AD9361设计射频收发前端,选用ZYNQ-7000系列FPGA搭建基带处理平台,并借助PC的数据处理能力进一步提升系统的灵活性和通用性。PC和ZYNQ基带处理平台之间通过千兆网口通信。在PC上使用GNU Radio软件实现802.11a基带数据的处理,搭建两套SDR系统。实测结果验证了该平台的通信可靠性。该软件无线电平台对于通信类学生的实验教学和科研工作有借鉴意义。

基于Zynq-7000 FPGA的高速信号采集处理平台

基于Xilinx Zynq-7000系列FPGA,搭建了速度等级在100 Msps的高速信号采集处理平台。平台包含了高速信号采集、高速数据存储以及数字信号处理,在成本、采样速度、数据量、数据处理、稳定性以及可扩展性上都能满足嵌入式高速信号采集处理的需求。详细地介绍了平台的设计、搭建以及后续拓展。

基于ZYNQ-7000的飞控计算机PC/104总线数传链路设计

针对飞控计算机面向多模块、多种类接口资源方向发展引发的原有飞控计算机固有性能不足、可拓展性差的问题,提出一种基于ARM+FPGA的软硬件协同工作、以PC/104作为多模块间通信总线的飞控计算机框架。该框架中针对PC/104总线与系统主存传输的带宽不匹配问题,设计了双通道数据缓冲路径,通过FPGA设计IP实现PC/104总线时序的控制,以DMA的方式实现总线与主存DDR之间的高速数据缓存。实验结果表明,所设计的飞控数据链路可实现模块间PC/104总线以40 Mb/s的速度进行数据传输,以及通过总线实现外设到系统主存之间微秒级别延迟的高速数据交换,保证了多模块工作时的数据传输效率。

基于ZYNQ-7000的超声波信号采集系统设计

针对无损检测领域对采集设备低功耗、小型化的要求,在分析现有采集设备的劣势后,基于zynq-7000设计了一个八通道的超声波信号采集系统。在设计中,系统以zynq7020主控系统为核心,FPGA部分负责AD驱动开发;ARM部分主要负责数据的传输以及对整个系统的控制。系统采用采样频率为2 MHz的ADS7946芯片进行模数转换,结合AXI-Stream协议以及千兆以太网接口,实现了采集系统与PC上位机的交互,并且通过对超声波信号现场采集对比实验,证明了该系统实现了对超声波信号的采集、传输、存储以及可视化。

基于ZYNQ-7000平台无线自组网按需距离矢量路由协议实现研究

为了使无线自组网按需距离矢量路由协议(Ad hoc On-demand distance vector routing,AODV)能够在高版本的Linux系统中运行,针对AODV协议在嵌入式平台中的实际应用问题,提出了一种基于嵌入式Linux-4.14系统的AODV协议的实现方法。根据Linux系统的内核版本对AODV-UU中内核层以及用户层中的功能模块进行设计,通过搭建Ad Hoc网络对协议的通信性能进行测试。测试结果表明,在实际通信过程中节点之间的平均丢包率为0.4%,平均往返时间为27 ms,具有良好的通信稳定性与及时性。

基于RT-Thread的Zynq-7000实时控制系统设计与实现

针对目前相控阵天线控制系统通讯高速、高实时、高稳定的需求,设计了一款基于Zynq-7000和RT-Thread操作系统的实时控制系统。首先从硬件方面讨论了系统的总体结构,在软件方面采用优先级抢占式的任务调度方式以及消息队列、信号量和邮箱等任务通信机制来确保实时性和可靠性;其次移植RT-Thread实时操作系统到Zynq-7000平台中,利用LwIP协议栈完成网络通信功能设计;最后构建了实验测试平台。测试结果表明:提出的基于Zynq-7000和RT-Thread的实时控制系统在网络传输方面具有低时延、低抖动和低丢包率的优点,保证了系统执行处理的实时性和稳定性。

基于ZYNQ-7000与ADS125H02的高精度模数转换设计

在数据采集与实时控制等系统中,对模数转换(ADC)的同步性、准确度与精度要求越来越高。基于目前对微控制器低功耗、小型化以及高速处理速度的应用需求,设计采用XILINX公司的ZYNQ-7000系列微控制器,在PL端利用SPI串行接口与模数转换芯片ADS125H02进行通信,编写嵌入式代码,进行仿真测试,并通过串口将双通道电压幅值实时同步发送至上位机,实现24位、±5 V的低噪声、高精度的双极性双通道模拟数据的采集转换。结果测试表明,基于ZYNQ-7000与ADS125H02的模数转换具有同步性好、精度高、移植性强、适用面广等优点。

Zynq-7000“FPGA+ARM”架构的数字图像处理系统设计

针对目前数字图像高帧频、高分辨率、大数据量的特点,本系统选取有丰富逻辑资源、具有高速并行运算能力和可重构能力的Zynq-7000系列产品,其“FPGA+ARM”的体系架构提高了数字图像处理系统前端图像的采集速度、方便了中端图像处理以及后端的显示。本文介绍了基于Zynq-7000的Cameralink图像输入与采集、Cameralink图像传输与存储和CameraLink图像显示的数字图像处理系统的设计,并且详细介绍了各部分功能涉及的关键技术。经验证,本系统实时性高、体积小、性能稳定,实现了大数据量的图像采集与传输,目前已应用在实际的项目中。

一种基于ZYNQ-7000的一体化映像引导启动方法

学习研究ARMv7 ZYNQ-7000系列芯片的一体化映像的上电启动方式、启动流程及映像构成,为满足多种嵌入式操作系统适配的需求,提出了一种ZYNQ-7000系列芯片一体化映像启动流程的改进方案,基于多个项目中提供的ZYNQ-7000芯片,对该方案进行设计与实现,并试验验证了该方案的可行性。

基于AD9371及Zynq-7000的软件无线电硬件平台设计

文中基于软件无线电的技术原理及思路,提出了一种基于AD9371及Xilinx Zynq-7000 FPGA的软件无线电通用硬件平台的设计方案及工程实现方法。该硬件平台工作频率为300 MHz~6 GHz,包含了2路发射通道和2路接收通道功能,支持FDD及TDD两种工作模式,适用于多种应用场景。AD9371的宽带射频信号范围及宽带特性(频率范围为300 MHz~6 GHz,发射带宽最高支持250 MHz,接收带宽最高支持100 MHz)涵盖大部分特许执照和免执照蜂窝频段。此外,AD9371具有高集成性、高灵活性等特点,与数字信号处理部分的Zynq-7000 FPGA采用JESD204B接口,可简化软件无线电硬件平台的设计。基于该设计,工程人员通过软件的动态重构可实现灵活多变的通信体制和通信功能,可广泛应用于个人移动通信、军事通信、雷达系统等领域。

基于Zynq-7000的视频处理系统框架设计

随着嵌入式机器视觉技术的不断发展,对视频数据带宽、处理速度和数据精度的要求越来越高。针对当前基于ARM及DSP的嵌入式图像处理系统存在的采集速度慢、带宽有限等缺点,提出了一个基于内部集成ARM+FPGA结构的Zynq-7000芯片且能够实现软硬件协同工作的视频处理系统框架。该系统框架采用FPGA并行处理算法实现图像预处理环节,采用ARM处理器进行程序流程控制以及实现复杂的图像识别算法,通过DDR缓存以实现软件与硬件的协同工作,在保证处理速度与带宽的基础上兼顾了系统功能的灵活性,并且降低了系统功耗。测试验证结果表明,所提出的系统框架不仅可以提供高速彩色图像采集和预处理的方案,同时还可以实现高性能的中端图像处理算法,并能够将结果快速送达显示端显示。

基于Zynq-7000的宽幅视频处理系统设计与实现

针对安防监控与智慧交通领域无盲区视频摄录的需求,基于Zynq-7000平台优势进行宽幅视频处理软硬件系统的设计。通过研究基于嵌入式系统的多路视频实时拼接技术,设计并实现了以XC7Z020芯片为核心的视频处理板卡,在双核ARM Cotex-A9硬核处理器端服务程序协同调度下,基于片内FPGA硬件加速能力实现多通道视频实时采集与预处理、投影变换、图像融合,进而形成完整宽幅视频画面,通过远程客户端实现定制化的视频摄录功能。测试结果表明,该系统是兼具稳定的性能和灵活区域部署能力的便携式解决方案。

CAN总线实现的ZYNQ-7000程序在线升级方法

提出了一种基于CAN通信程序在线升级方法,介绍了在ZYNQ-7000片上系统的实现。从系统硬件设计、软件设计描述程序在线升级的实现机制。通过软件上设计的升级服务协议、异常恢复措施等方法提高程序升级过程的可靠性。实际应用和测试结果表明,基于该方法实现的电力二次设备在线升级过程稳定可靠,工程维护简单方便,具有较高的工程应用价值。

基于Zynq-7000的视频采集平台设计

为优化数字视频与Zynq-7000系统间高速数据流的传输质量,设计并实现了一种基于AXI4总线的数字视频采集系统。对外部输入的DVP信号RAW格式数字视频进行线性插值处理,采用AXI4协议对传输信号协议进行转换;通过Zynq-7000的HP端口将数据流存入DDR内存中,实现软硬件数据的共享;设计并实现基于AXI4总线协议的VGA显示模块,输出经过系统处理的采集图像。系统平台实现了视频采集、数据预处理、缓存以及图像输出等一系列功能。通过Modelsim软件的行为仿真以及搭建的硬件环境的硬件电路验证,证明了系统方案设计的正确性与有效性,以及具有较好的灵活性和可移植性。结果表明,该系统能够为机器视觉、图像拼接等图像处理应用提供稳定、可扩展的平台。

裸机架构的ZYNQ-7000异常定位方法

本文提出一种基于裸机架构的异常定位方法,介绍了其在ZYNQ-7000 SoC上的实现。从异常信息的收集、记录、上招及解析各个阶段详细描述了其实现机制。实际应用和测试结果表明,该方法实现简单、方便易用、定位准确,能够极大地提升裸机系统问题分析效率,具有较好的工程应用价值。

基于ZYNQ-7000的视频图像处理系统设计

随着电子技术和计算机技术的飞速发展,视频图像处理技术近年来得到了极大的重视和快速的发展,视频图像的数字化处理在科研、军事、农业、工业和医疗等领域得到广泛的应用,所以视频图像处理系统的设计非常有实用意义。文章在Zynq-7000的可编程结构上搭建了视频图像采集系统,在双核处理器Cortex-A9部分搭建了用于存储和处理视频图像的实时嵌入式Linux系统,满足了高性能、成本低、功耗小和灵活性强等需求,从而实现对视频图像的采集、处理、存储和传输。实验结果表明,系统有着易于移植,便于针对特定应用定制,成本大幅度降低等优势,具有较高的工程应用与参考价值。

基于Zynq-7000嵌入式系统液晶扩展实现

Zynq-7000 So C单芯片集成了两个ARM A9和FPGA,兼具ARM软件可编程性与FPGA硬件可编程性,在嵌入式系统中得到越来越多应用。针对Zynq-7000缺少LCD控制器的限制,提出了基于可编程逻辑扩展LCD接口的技术方案,LCD驱动与LCD控制器之间通过显示缓存交互,实现了简单可靠的液晶显示功能,满足了继电保护设备人机交互需求。该方案能简化硬件设计,成本低,具有较好的工程应用价值。

基于Zynq-7000的千兆以太网传输系统设计与实现

随着核仪控系统的复杂性、集成度和数据量的不断增加,传统的控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)或外围设备互连(Peripheral Component Interconnect,PCI)等数据总线在一定程度上已难以满足数据快速传输需求。本文基于美国Xilinx公司Zynq-7000型片上系统(System on Chip,SoC)设计和实现了基于用户数据报协议(User Datagram Protocol,UDP)的千兆以太网传输系统。首先,对UDP千兆以太网传输系统的实现方式进行了详细描述;然后,采用仿真工具ModelSim对系统方案可行性进行了仿真验证;最后,基于Xilinx的开发板ZC706对系统方案进行了具体实现和功能性能验证。验证结果表明:UDP传输速度最高可以达870 Mbps,能够满足绝大多数核仪控系统的实际传输需求。

基于Zynq-7000高速图像采集与实时处理系统

Xilinx公司推出的Zynq-7000系列全可编程SoC采用了微处理器加可编程逻辑的结构,该项目在Zynq-7000的可编程逻辑部分搭建了图像采集系统,在双核处理器Cortex-A9部分搭建了用于处理图像的实时Linux操作系统,使用WiFi与外界进行交互。同时还介绍了使用该平台进行高性能图像处理的方法,为小型机器人的高性能图像处理应用提供了一种设计方案。

Zynq-7000水声信号采集存储系统设计与实现

Xilinx的Zynq-7000系列同时具备最新Airtix-7系列FPGA架构和Cortex-A9双核处理器,可满足水下滑翔机等水下工作平台体积小、高性能、低功耗的要求。开发平台选择ALINX的AX7021开发评估套件,在最新的Vivado 2018开发环境下完成程序设计与功能调试。PL部分实现AD采集模块的数据接收和AXI4总线传输控制,PS部分实现DDR3的数据缓存和基于FAT32文件系统的eMMC读写控制,整体上实现多路模拟信号的数据采集存储功能,该设计方案在水声数据采集应用方面具有可参考意义和应用价值。