基于FPGA的QSGMII接口设计与实现

随着以太网技术的发展,人们对于网络数据交换领域数据处理速度的要求越来越高,同时,国产化以太网接口体现出的可靠性和自主可控性也愈发重要。鉴于此,在某项目中,采用自顶向下的方法设计了基于FPGA的QSGMII接口,实现了协议要求的5 Gbps的传输速率,对其中关键模块的设计原理与思想进行了阐述。设计中提出了一种新型的多路仲裁机制,在保证四通道对齐的同时,提高了对SGMII软核的重用,降低了电路设计的复杂性。对QSGMII接口进行软件仿真,验证了RTL代码功能的正确性。最后,基于VC709的FPGA开发板,通过网络分析软件Wireshark进行数据的单路收发测试,将Xilinx的QSGMII接口硬核和自研的QSGMII接口连接后进行数据对接测试,实现了四路独立的SGMII接口的交织传输。

多源异构数据同步接收与可靠存储系统设计

针对传统工业数据存储器存储数据单一,实时性低以及安全性不高的问题,提出了基于FPGA的多源异构数据的同步接收与可靠存储系统设计方案。以FPGA为控制核心,以RS422总线为控制和实时监测接口,采用2块16 GB NAND Flash作为存储介质,以多级缓存的混合编帧方法实现2路千兆以太网数据以及1路RS485数据的同步接收处理,通过双Flash多平面并行存储的流水线设计方法实现数据的实时存储,采用汉明码对数据存储中可能存在的误码现象进行纠错,以千兆以太网接口进行数据回读。经高低温循环试验测试表明:系统存储容量为32 GB,存储速率可达568 Mbit/s,回读速率为353 Mbit/s,丢包率和误码率为0,具有数据处理快、可靠性高、性能稳定的优点。

基于多网融合的煤矿调度通信系统设计

针对煤矿井下信息化系统缺乏彼此协调运作能力,制约煤矿安全生产和经营效率的问题,基于以往的有线电话调度系统,增加了4G+5G无线通信技术,再通过井下万兆以太环网平台技术,对煤矿安全监控系统、井下人员定位系统、应急广播通信系统以及视频监控系统进行信息互享,决策优化,构建基于多网融合的煤矿调度通信系统,提高安全生产管理水平和效率,为煤矿的安全生产技术发展与产业化升级改造提供技术支撑。

基于ARM和FPGA的多通道振动信号采集仪的设计

为了满足大型旋转机械设备在振动检测中实现多路振动信号高精度实时采集的需要,提出了一种多通道振动信号采集仪的设计方案。采用ARM+FPGA架构作为数据处理和控制核心,通过FPGA控制A/D实现8路振动信号的实时准确采集,并在FPGA内部对采集结果进行串并转换和数据缓存,ARM采用FSMC总线与FPGA进行通信,读取采集数据,并通过以太网传输至上位机。测试结果表明,采集仪单路信号采样频率可实现192 k Hz,采集数据的相对误差小于0.1%,具有较好的实时性和可靠性。

基于以太网的多道分析器的设计

文中介绍了一种基于以太网的多道分析器,其中包括了多道分析器的软硬件设计以及基于以太网的远程数据采集、数据传输、控制的软件设计。该多道分析器具有死时间短,数据传输快,功耗低,体积小巧,接口通用等特点,并且可以应用于远程核谱数据采集、多点核辐射监测等领域。

基于国产化平台的多路千兆以太网接口设计与实现

千兆以太网通信接口国产化是网络通信设备实现自主可控的第一步,也是应用最广泛的技术之一。考虑到国产化平台成本因素,采用较低成本的CPU和FPGA实现多路以太网接口交互平台。若按照标准设计,多路接口设计在较低规格FPGA中会出现时钟资源欠缺和时序不稳定现象。针对该问题,将接收时钟共享、相位取反、时序优化以及相位偏移调整等多种方式相结合,解决时钟资源和时序不稳定问题,实现了国产化FPGA与CPU多路千兆以太网接口交互平台。

多路485转以太网串口服务器的设计及应用

当前物联网技术广泛应用,互联网与人、物之间的信息交互日益密切,通过该技术实现数据共享和远程管理已成为一种趋势。为了将串口设备连接到网络,目前的解决方案是使用串口连接以太网服务器,然后将数据传输给系统后台。但当前串口服务器的功能较为单一,监控的路数较少,因此亟需提供一种多路的串口服务器来解决上述问题。

大功率工业整流系统能效测试新方法与工程实践

针对目前国内外并没有大功率整流系统的各部件损耗及效率的实时监测仪器或平台的现状,提出了一种基于光纤以太网通信的大功率整流系统能效测试新方法,并与传统的能效测试方法的同步测量机理、能效分析方法进行了综合比较.给出了一种直流大电流间接反演算法,并通过仿真和实验验证了算法的正确性和工程实用性.最后结合工程实践,对能效测试新方法的具体实施过程进行了详细的阐述.工程实例表明该能效测试方法可以有效实现工业整流系统各供电装备与系统的效率核算,并为提高其装备效率及系统节能提供必要的依据.

基于千兆网和EMIF的多路轮对图像传输系统

针对轮对磨耗在线检测中图像处理数据量大、实时性要求高的特点,提出了一种基于千兆网和EMIF接口的多路轮对图像传输系统的设计方案,采用FPGA和4路DSP实现,重点研究了千兆网接口、EMIF总线技术和多DSP图像数据传输机制。系统以FPGA作为控制核心,利用千兆以太网传输4路CCD相机采集的图像数据,采用高速EMIF接口实现FPGA与DSP的数据交换。测试结果表明,该系统能够高效、可靠地实现图像数据传输,具有一定的实用价值。

基于DSP的多路双向语音光纤传输系统的研制

目前,很多工业现场生产调度均采用无主机通信系统,但因各装置区域覆盖面积大、间距远,直接采用电缆传输时,语音衰耗过大,严重影响通讯质量。为此,该文设计一套以光纤作为传输媒介的多路双向语音光纤传输系统,可解决不同装置区域内各话站间电话用户通信的问题。

基于FPGA的通道数可调高精度采集系统模块化设计

在声学相机的开发过程中,针对声场信号的高精度采集以及多传感器信息的实时传输需求,设计了一种集成了PGA、Σ-Δ型ADC、FPGA以及千兆以太网通信的数据采集系统并模块化,并给出了通道扩展条件。经性能测试表明,该模块在55 kHz带宽下采样误差为0.0002%,自噪声为9μV,并且拥有110 dB的动态范围,其性能优于常用的振动声学多通道采集设备,且具有扩展性好、成本低的特点。

基于千兆以太网的多节点数据采集系统

针对当前大规模测试系统中多种类型的模拟量参数需要进行高精度采集的现状,为了解决模拟量参数在传输时相互干扰和远距离传输的问题,设计了采用千兆以太网通信的多节点数据采集系统。整个系统以FPGA为主控,通过定制以太网与RS485总线传输协议,完成了对多节点模拟量信号的数据采集。千兆以太网物理层部分选用88E1111,实现了数据的高速传输。在某型号测试结果显示,该系统完成了多节点数据采集功能,数据传输正确。

一种基于DSP+FPGA的多路串口和以太网通信系统

为满足以太网、CAN总线和多路串口通信的需求,设计一种基于DSP+FPGA的多路串口和以太网通信系统。介绍基于DSP+FPGA多路串口及以太网通信系统组成和工作原理,分别对DSP电路、FPGA电路、电源电路的组成结构进行说明,对系统软件的功能进行阐述。应用结果表明:该通信系统具有运行稳定、性能可靠等优点,可满足项目研制的需求。

基于FPGA的双FLASH数据记录器设计与实现

在导弹、火箭等武器装备的研发试验过程中,需要对试验过程中产生的数据进行采集、存储与事后回读分析,针对传统技术无法对速率差较大的两种数据源的数据同时进行高速数据存储的问题,设计了一种基于FPGA的双FLASH数据记录器。采用两块8 GB NAND FLASH并行存储方案同时存储400 Mbit/s速率的千兆以太网数据和10 Mbit/s的PCM数据,FLASH采用Multi-Plane方法进行数据读写,由于FLASH固有特性会使存储数据产生误码,设计汉明码校验码纠错方案对误码进行纠错。试验测试与数据分析结果表明,综合数据写数据速率可达410 Mbit/s,回读数据速率可达310 Mbit/s,数据记录器的读写测试误码率为0,满足武器装备的数据存储测试要求,可稳定保存武器装备在高温、高冲击等恶劣环境下试验过程中产生的数据。

多路激光测速控制系统的设计

针对当前测量弹速衰减规律时常采用多个激光区截装置分布式测试后再进行数据重构分析,而各装置时钟基准不一致引入测量误差的问题,设计了一种基于STM32的多路激光测量子弹飞行速度装置的控制系统。该系统多路激光计时模块采用同一时间作基准,获取多组基于一个时钟的测试数据进行子弹飞行过程速度衰减规律研究,系统采用以太网将数据传输至上位机进行数据处理,可对测试系统进行远程操控,测试结果表明,该控制系统可靠稳定、实现了统一时钟的多路激光测速装置的远程控制。

多通道时频信号监测评估测试系统的设计与实现

为了有效地实现对多路时频信号的监测、评估与测试,设计研发了一种基于UDP协议的多通道时频信号监测评估测试系统。阐述了系统的工作原理,给出了系统的软硬件设计,重点介绍了实现多通道时频信号采集的关键技术。软件评估与报告生成功能通过C#与Matlab混合编程实现。系统现已成功应用于某导航装备的时频信号监测评估,为分析、定位、处置导航装备故障提供数据支持。

基于FPGA的M-LVDS—千兆以太网转换器设计

针对智能家居系统诸多监测模块无法同时完成多节点间高速通信的问题,设计一种基于M-LVDS接口和千兆以太网接口的数据转化模块。该模块结合M-LVDS接口多节点通信和千兆以太网高速数据传输等优点,以FPGA作为核心控制器,基于UDP协议搭建控制逻辑,实现M-LVDS与千兆以太网之间的数据交互。测试结果表明,数据转换结果准确、可靠,实现了智能家居控制平台与多节点设备的高速通信。

千兆比以太网技术

千兆比以太网是一种新型高速局域网。它一方面兼容传统以太网的主要标准结构，保护了用户先前的投资和系统配置，并使系统升级方便，以较实际的价格赢得了支持和发展；另一方面，它又采纳了光纤通道的低层协议以及其他一些在千兆比速率下应作的改进，使它获得了高速宽带性能。本文还列举了从快速以太网和ＦＤＤＩ向千兆比以太网迁移的网络配置策略。并将千兆比以太网同ＡＴＭ技术作比较，指出各自的优势和发展前景。

基于FPGA的多角度周转箱图像采集系统设计

电表自动检定生产线上存在的一些故障,降低了整个生产线的运行效率。周转箱作为整个生产线的主要运输载体,工作于生产线的各个环节。因此,周转箱如果存在形变、条码不清等问题,会严重影响生产线其他环节的正常工作。为了检测出自动化电表检定生产线上有问题的周转箱,设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)的多角度周转箱图像采集系统。详细介绍了系统的硬件设计方案和FPGA的内部模块化设计。在光电传感器检测出周转箱的位置时,由FPGA控制对应位置的图像传感器拍照,图像数据在双口RAM中缓存,再由MAC模块封装后控制千兆以太网将数据上传到计算机中。系统可获得三个角度的、大小为2 592×1 944的周转箱图像,数据传输速度可以达到510 Mbit/s。实际工程案例表明,该系统能自动稳定的采集图像,并快速地传输图像数据到上位机,以满足图像采集的实时性需求。

基于软件定义的多协议控制器架构设计

为了满足高性能计算平台对软件定义互联的通信需求,设计了一种支持多种通信协议规范,且支持异构协议互联的软件定义多协议控制器架构。通过嵌入可编程硬件电路实现Fiber Channel、Ethernet以及SRIO这3种协议控制器电路公共算粒和私有算粒的互联。多协议控制器可以通过软件定义切换为不同协议,从而满足系统应用中的异构需求。所设计的软件定义多协议控制器基于40 nm工艺实现测试样片流片,经测试,满足3种协议的性能与功能指标要求。