一种新的宇宙线μ子寿命测量实验电子学系统设计

介绍了一种新的宇宙线μ子寿命测量电子学系统设计。专门设计了一种新型级联式直接计数型TDC,利用LVPECL计数器"细计数"和单片机内部计数器"粗计数"级联的方法使得TDC时间分辨达到1 ns,最大量程16.7 ms。该系统主要由LVPECL电路、DAC和具有通用可编程接口(GPIF)的单片机CY7C68013组成。系统成本低且能够满足实验要求,也可用于其他时间测量的实验中。

基于千兆以太网物理层的高速传输设计

大型传感器网络中,由于传感器节点众多,系统传输数据量大,需要一种稳定的高速数据传输。千兆以太网1000BASE-T采用非屏蔽双绞线作为传输介质,能在普通的5类线上实现100m以上的远距离高速传输。本文介绍利用千兆以太网物理层芯片(PHY)作为数据收发器的高速传输节点,通过FPGA(Field-Programmable Gate Array)产生MAC协议帧,再通过PHY实现高速数据传输。这种方法把FPGA的高速数据处理能力和PHY的驱动能力结合起来,可解决各种物理实验和仪器中的高速远距离数据交换问题,比常规的用CPU+MAC控制器+PHY的方式所实现的数据传输速率高得多,实验测试验证了设计的正确性和可靠性。

地震数据采集中的数据汇聚系统设计

提出了一种地震数据采集系统中的高速数据汇聚系统设计。系统以CPCI机箱为框架,利用机箱插卡可插拔性和背板高速PCI总线来实现灵活改变系统的通道数量和数据的快速汇聚,通过DMA传输来简化CPU工作并提高数据汇聚速度,通过大容量缓存消除数据汇聚死时间且提高数据传输效率。最终实现的系统可以满足4缆共7 680道数据采集系统的数据汇聚要求。本系统结构简洁灵活,数据汇聚速度高,实时性好,能够应用于其他相关大型数据采集系统中。

卫星移动通信系统低信噪比抗干扰数字接收机设计

针对阵列天线卫星移动通信抗干扰能力差、传播损耗大等特性,设计了一种数字波束形成技术(DBF)和扩频技术相结合的数字接收机。其中,DBF算法采用基于递归最小均方算法(RLS)的解扩重扩盲自适应波束形成算法,使用VxWorks实现权值计算,FPGA实现波束形成;扩频方式采用直接序列扩频,在FPGA中实现。仿真分析与样机测试显示,通过两项技术联合使用,在信噪比低至-45 dB条件下仍可以实现可靠通信,同时有效加强了系统抗干扰能力。

MLP神经网络定点计算及误差分析

通过Matlab仿真实现了MLP(multilayer perceptron)神经网络的硬件定点计算,其中用CORDIC算法实现神经元激活函数(tanh)的计算.分析了计算误差与MLP网络各个部分有限字长的关系,特别是双曲正切型激活函数的误差与CORDIC迭代时输入数据有限字长、中间数据保护位位数以及迭代次数之间的关系,为MLP神经网络计算的硬件算法流程和数据位字长的选择做必要准备.

一种基于CIC和FIR的低功耗数字滤波器设计

针对地震信号采集系统中的滤波器设计问题,提出一种基于CIC滤波器和FIR滤波器的低功耗数字滤波解决方案.系统由四级前端CIC滤波器、三级前端FIR滤波器和一级离线均衡FIR滤波器构成,以满足地震信号采集系统和地质勘探的需求.对各级滤波器和整个系统的幅频特性和相频特性进行了研究,并通过仿真完成性能验证,结果显示此低功耗数字滤波系统的性能完全能够满足实际需求;将此低功耗数字滤波系统与当前业界的片上数字滤波解决方案进行对比,证明了此低功耗数字滤波系统能够大幅减少总运算量和前端功耗运算量.

基于FPGA和MCU的低成本地震信号数字滤波器设计

针对地震数据采集系统提出一种低成本、高灵活性的数字滤波设计方案。不仅对于地震数据采集系统有很大的实用意义,对于其它传感器网络也是可供参考的解决方案。设计的目的是在保持优秀的低通性能的同时实现高度抽取。该滤波器系统由四级CIC滤波和两级FIR滤波构成,分别在FP-GA和MCU内部实现。滤波器有着良好的低通性能,在430 Hz～500 Hz范围内幅度响应下降了137 dB。采用实际信号测试,信噪比好于110 dB,能够很好地满足地震数据采集的需求。

一种计算mBnB编码数据相关性抖动峰峰值的方法

从信道响应函数出发,推导了高速串行通信中计算数据相关性抖动的一般公式,结合mBnB编码规则,提出了以单位脉冲响应的幅度作为权重的优先迭代算法,求得使数据相关性抖动取得极值的mBnB编码序列,进而计算数据相关性抖动峰峰值.利用实测得到的信道参数验证了该算法,相比于发送大量随机mBnB编码码流来遍历搜索数据相关性抖动极值的方法,该方法计算简单,且误差小,能够快速准确地得到mBnB编码码流的数据相关性抖动的峰峰值,并可据此评估不同mBnB编码的抖动性能.

一种计算数据相关性抖动峰峰值的方法

提出了一种准确计算高速串行互连系统中数据相关性抖动峰峰值的方法.从信道的响应函数出发,导出了一般情况下数据相关性抖动的计算公式,并根据计算公式提出数据相关性抖动峰峰值的迭代算法,该算法首先通过网络分析仪测得高速串行信道的S参数,计算出信道的响应特性,进而迭代得到数据相关性抖动的峰峰值.同时为了分析该算法的有效性和误差,利用示波器实测了信道的数据相关性抖动的峰峰值,结果表明这种算法的结果和实测结果的误差较小,能够快速准确地计算出数据相关性抖动的峰峰值.