基于FPGA IP核的AFDX与ARINC429总线转换接口设计

航空电子全双工交换式以太网(AFDX)是下一代航电系统的主干连接网,ARINC429是一种在航空电子系统领域中较成熟的总线标准,在某些分系统内仍然被采用;如何实现这两种总线的转换是目前航电系统的关键技术之一;利用设计的AFDX 协议和ARINC429 协议的IP核,完成了两种总线协议的相互转换;从AFDX数据帧中解析出429数据字,或者将429数据字添加到AFDF协议各层首部组成AFDX帧;通过Modelsim SE的RTL级的仿真和FPGA的实物测试,结果表明AFDX协议帧和ARINC429数据字可以相互转换,验证了IP核及总线转换接口设计的正确性。     

机载远程智能接口数据集中器研究与实现

文章研究目的是研究新一代飞机机载计算机中具有通用化、标准化的远程智能接口数据集中器,以满足新一代飞机综合化航空电子系统要求;文章首先描述了远程智能接口数据集中器功能原理,然后重点介绍了AFDX网络通信、高速模拟信号采集、小信号处理、大功率控制、接口控制软件设计等远程智能接口关键技术,最后给出远程智能接口数据集中器具体实现;机载远程智能接口数据集中器已经在新一代飞机综合航电系统通过系统验证,试验结果证明远程智能接口数据集中器实现了各种传感器信息就近采集、及时进行数据转换和驱动输出控制的功能要求。     

基于ARM+交换芯片的协议转换器的设计

针对目前同步串行协议通信速率低和可靠性差的现状,设计了一个基于ARM加交换芯片的协议转换器来完成同步串行协议到网络通信协议的转换。设计采用S3C2440为核心处理器,并通过服务器和客户端建立连接,以套接字的形式将SPI协议转换成TCP协议接入到以太网,采用网络调试助手和串口调试助手对客户端和服务器的协议转换通信进行测试和分析。实验结果表明服务器通过SPI总线发出的数据经过封包后构造成可以在网络上转发的报文,经过交换芯片的端口转发到达客户端完成SPI到TCP协议的转换。     

基于SOPC的LXI总线1553B及ARINC429通信模块设计

基于LXI总线的1553B及ARINC429通信模块的开发需求,提出了系统软、硬件设计方案;硬件设计使用SOPC Builder将IP核、接口、微处理器等集成到FPGA芯片上,设计了模块的以太网接口、1553B接口和ARINC429接口;构建了系统软件结构,编写了驱动程序,实现了基于μC/OSⅡ和LwIP协议的TCP/IP协议,从而实现了1553B及ARINC429总线的通信协议;最终实现了LXI总线的1553B及ARINC429通信模块。     

基于RapidIO技术的网络交换板卡的设计与实现

为了满足新的信号处理平台使用RapidIO技术来进行重构的要求,实现DSP芯片在信号处理板之间和机箱之间的动态连接配置,提出了一种基于RapidIO的网络交换板卡的设计和实现方式。板卡使用TSI578交换芯片构成RapidIO交换机,来实现信号处理板和网络交换板之间的RapidIO数据包路由交换;使用千兆以太网和光纤来实现机箱间的互连;使用FPGA芯片来实现RapidIO和千兆以太网、光纤数据之间的协议转换。应用结果表明,利用该网络交换板能够很好的实现DSP芯片在板卡间与机箱间的互连重构。     

测控系统半实物仿真平台设计北大核心CSCD

介绍了某测控系统半实物仿真平台的设计方法。硬件平台采用通用计算机和PCI接口板卡组建,真实模拟测控接口的电气特性。系统按测控系统实际通信机理,包括基于共享内存通信、CAN通信等工作,模拟了相关分系统的控制接口功能。该平台成功应用于测控系统的集成调试/测试,为控制系统提供了很好的调试检验平台,达到了完善系统功能,提高系统研制质量的预期目的。     

基于SOPC的嵌入式网络化测控网关设计

为了实现测控设备的网络化远程访问控制,必须设计用于IEEE 488等测控接口总线协议与网络协议转换的网关设备,给出了一种基于SOPC技术的嵌入式网络化测控网关设计方法,其中借鉴了基于组件的模块化设计思想,采用固件分层设计和多语言混合编程模式,能够融合多种测控协议,将LAN、GPIB、USB、RS232等接口集成到了一个系统上,实现了嵌入式web服务器功能,客户端能够基于IE等浏览器实现测控设备的远程访问控制;最后给出了系统综合验证方法,结论表明:系统功能完善,符合网络化、模块化、通用化和智能化的发展方向。     

舰船装备软件测试数据自动生成方法及其应用研究

针对舰船装备软件接口报文信息量大,难于有效生成测试数据的现状,提出了一种基于网络信息交换协议的测试数据自动生成方法;首先通过分析网络信息交换协议中对接口报文的格式要求,获取测试数据要素信息,然后根据该信息自动生成接口报文数据,并且对所涉及的实际物理量和状态位数据进行必要转换,从而得到可执行的测试数据;在此基础上,开发舰船装备软件自动化测试平台,并将其应用于实际测试项目,有效提高了测试数据生成效率。      

基于模块计算机的千兆网磁共振谱仪控制接口

提出了一个基于模块计算机的磁共振谱仪的控制接口,它建立了核磁共振成像谱仪与上位计算机之间的通信,实现了控制谱仪、上传和下载、数据处理等功能,具备较高的传输速度,以及较好的实时性. 该接口以硬件模块的方式集成到谱仪上,通过千兆和百兆以太网连接上位机,接收下传至谱仪的序列;用中断机制和直接内存存取(DMA)方式实现与谱仪的数据传输,并将处理采集到的回波数据并上传到上位机. 控制接口的设计采用模块计算机Computer-On-Module(COM)的设计思路,以高性能的处理器为嵌入式平台,在Linux操作系统下开发驱动程序和应用程序. 实验证明,该模块具有数据处理速度快、传输速率高,成本低,体积紧凑,扩展性强等特点,是实现磁共振谱仪高性能的控制接口的理想方案.     

航电设备通用检测维护台的设计

为了适应机载武器装备系统的多样化以及通用性要求,搭建了基于PXI总线的航电设备通用检测维护台,在系统架构、硬件设计以及软件开发等各方面进行了通用性设计。该航电设备通用检测维护台基于PXI构架,挂装不同种类的适配器,操作通用平台上的人机接口,可满足多种设备的检测、测试任务。航电设备通用检测维护台在一个机柜内实现了人机交互操作,大功率、高精度、多种类通用电源及PXI智能测试平台等的高度集成。该通用平台具有良好的通用性和扩展性,适用多种机型、多种航电设备。通用平台已在某型航电设备的检测维护中完成了工程验证,系统性能稳定,适用性强,可实现多种航电设备的检测维护工作,也可推广至海军舰艇、兵器车载装备等。     

KD-9 SYNCON同步监控仪的研制

本文介绍了自行研制的KD-9 SYNCON同步监控仪的原理、设计思想和一些技术关键。内容包括时基电路、预置延时电路、输入接口、总清及加电复位等。本仪器主要采用速度功耗适中的TTL元件,是用于μs级精度的高速摄影系统控制的一个主要设备。     

脉冲变压器磁芯重复频率复位电路的研究

为了提高脉冲变压器磁芯的利用率,需要给脉冲变压器施加退磁电流,使磁芯达到负向饱和点以获得最大的磁感应强度增量。研究了一种工作电压在几十伏的重复频率脉冲复位电路,产生反向脉冲电流,实现磁芯复位。研究了不同复位电容容量和充电电压条件下的磁芯复位效果,发现磁芯复位效果与复位电容所储存的能量具有正相关性。综合考虑脉冲变压器工作的要求,选用较低工作电压和较大复位电容容量的方案。对比分析了有无磁芯复位时硅钢带环形磁芯脉冲变压器的磁化特性,说明了加入复位电路的必要性。试验表明,该复位电路在50 Hz重复频率下可长时间稳定运行。     

基于单片机的LD控制系统的设计

为了实现激光器稳定、可靠和准确的功率输出,介绍一种基于单片机实现半导体激光器功率高稳定的控制系统。该系统以MSP430单片机为核心,根据半导体激光器的工作原理,设计了受控恒流源、温度控制系统和光功率反馈系统等部分。此外,系统还具有激光功率的实时控制、显示和设置以及软开关和软保护等功能。功率稳定采用光功率反馈法,温度控制采用高精度PWM驱动的半导体制冷器。光功率稳定度优于0.25%。     

A Bio-Inspired 128 × 128 Complementary Metal–Oxide–Semiconductor Vision Chip for Edge Detection with Signal Processing Circuit Separated from Photo-Sensing Circuit

In this paper, a vision chip for edge detection based on the structure of biological retina is introduced. The key advantage of retinal structure is speed of operation. However, bio-inspired vision chips have suffered from low resolution which is caused by their complex circuit structure. To sufficiently improve the resolution for real application, the circuits for analog processing were separated from circuits for image capturing. In addition, we compensated the low speed problem of operation which is caused by bottleneck of data transfer between photo-sensors and analog processing circuit by adding a reset decoder. The vision chip was fabricated using 0.35 μm 2-poly 4-metal complementary metal---oxide---semiconductor technology. Using the vision chip, we could obtain a contrast-enhanced image without any other cost-increase for fabrication of chips. Then, the edge image was easily achieved by thresholding the previous contrast-enhanced image.     

Fast qubit initialization in a superconducting circuit

We demonstrate an active reset protocol in a superconducting quantum circuit. The thermal population on the excited state of a transmon qubit is reduced through driving the transitions between the qubit and an ancillary qubit. Furthermore,we investigate the efficiency of this approach at different temperatures. The result shows that population in the first excited state can be dropped from 7% to 2.55% in 27 ns at 30 m K. The efficiency improves as the temperature increases. Compared to other schemes, our proposal alleviates the requirements for measurement procedure and equipment. With the increase of qubit integration, the fast reset technique holds the promise of improving the fidelity of quantum control.     

多脉冲直线感应加速器外接复位系统

基于硅堆隔离网络的多脉冲直线感应加速器(LIA)需要外接独立的复位系统,以满足其加速腔磁芯在主脉冲励磁前的复位需求。介绍了猝发三脉冲LIA外接复位系统的工作原理、电路参数以及具体的电路设计,并针对大型LIA感应腔数量众多、运行时电磁环境复杂的特点,介绍了复位系统在工程实施中的主要技术难点和最终布局。该复位系统解决了磁芯在励磁和复位这两种高压模式间的切换问题,实现了10~20kV可调复位电压的稳定输出,建立了在复杂电磁环境下可稳定运行的远程监控系统,确保了三脉冲LIA的92个加速腔能够在主脉冲励磁前稳定、快速、充分的复位。     

External control of qubit-photon interaction and multi-qubit reset in a dissipative quantum network

A quantum network is a promising quantum many-body system because of its tailored geometry and controllable interaction. Here,we propose an external control scheme for the qubit-photon interaction and multiqubit reset in a dissipative quantum network,which comprises superconducting circuit chains with microwave drives and filter-filter couplings. The traditional multiqubit reset of the quantum network requires physically disconnected qubits to prevent their entanglement. However, we use an original effect of dissipation, i.e., consuming the entanglement generated by qubits' interaction, to achieve an external control of the multiqubit reset in an always-connected superconducting circuit. The reset time is independent of the number of qubits in the quantum network. Our proposal can tolerate considerable fluctuations in the system parameters and can be applicable to higherdimensional quantum networks.     

Field coupling-induced synchronization via a capacitor and inductor

Resistor-based voltage coupling is often used to realize complete synchronization between identical nonlinear circuits while phase synchronization is investigated between non-identical nonlinear circuits (periodic or chaotic oscillation). Indeed, the coupling resistor used to consume certain Joule heat and energy before reaching the synchronization target when continuous current passed across the coupling device. In this paper, capacitor and inductor is paralleled with one coupling resistor, respectively, and the coupling devices are used bridge connection between two LC hyperchaotic circuits for investigating synchronization problems. As a result, the coupling channel can be activated to propagate energy and balance the outputs voltage from the two circuits. The dimensionless dynamical equations are obtained by applying scale transformation on the circuit equations when field coupling is switched on. It is found that the threshold of coupling intensity for reaching synchronization and the power consumption of controller can be decreased when the coupling resistor is paralleled with on capacitor or inductor. The mechanism could be that involvement of coupling capacitor(or inductor) can trigger time-varying electric field (or magnetic field), and the energy flow of field coupling via coupling capacitor (or inductor) can contribute the exchange of energy in the coupled nonlinear circuits. It can give insights to investigate synchronization on chaotic systems, neural circuits and neural networks including synapse coupling and field coupling. Finally, the experimental results on circuits are also supplied for further verification.     

双脉冲感应腔磁芯自动复位

 对采用电缆延时方法的双脉冲直线感应加速器组元感应腔磁芯的自动复位进行了模拟和实验研究。利用Pspice软件对Blumlein线充电预脉冲积分的影响因素进行了模拟,将预脉冲伏秒值与主脉冲幅度之比定义为“复位脉宽”,作为评判预脉冲对感应腔磁芯复位能力的判据。不同负载情况下的高压双脉冲实验结果表明,该判据有较高的准确度,依照判据要求调节Blumlein线负载后,可在基本不影响主脉冲的前提下解决双脉冲感应腔磁芯的复位问题。     

储能电容方式驱动强流脉冲加速器重频运行

 对储能电容方式驱动强流脉冲加速器初级能源回路重频运行进行研究,阐明其工作原理,给出了储能电容电压的适用范围,得到了储能电容的初始电压、原边电容的反向电压、储能电容对原边电容开始充电和能量回收回路启动之间的延时这三者之间的解析关系式。对实际应用的储能电容方式驱动强流脉冲加速器初级能源回路进行了模拟研究,制定了256×256的数据表格,供控制程序查表之用,根据数据表格,实现了储能电容方式驱动强流脉冲加速器稳定的重频运行。