基于FPGA的IRIG-B(DC)码解码卡的设计

为解决传统解码仪存在的体积大、兼容性差等问题,提出利用FPGA实现解调IRIG-B（DC）码信息的电路板卡的设计,该板卡能够解调出IRIG-B（DC）码的时间信息,根据此时间信息,解码卡可以输出相应的秒脉冲,并且通过RS232串口将解调出的时间信息传送给上位机。试验证明该解码卡具有环境适应性强、体积小、结构简明、应用范围广等特点,可以满足实际应用场所对IRIG-B码解码的要求。     

AFDX终端测试技术的研究与实现

AFDX(航空电子全双工切换以太网)作为大型客机和运输机上的主流机载通信网络,其应用越来越广泛,对AFDX网络及设备的测试需求也必将与日俱增;针对这一需求,提出了一种AFDX终端测试技术的实现方法;该方案使用大规模FPGA和高性能嵌入式处理器,实现了一个AFDX终端系统及终端测试功能;应用结果表明其较好地满足了航空电子网络数据传输的实时性和可靠性需求,并能对AFDX网络的功能和主要性能指标进行测试;该测试终端具备最大128个虚拟链路、1~128 ms带宽分配间隙,可进行协议解码分析、故障注入与检测、误码率测试以及IRIG-B时戳等测试功能。     

基于Arduino的便携式IRIG-B(DC)信号监视系统的设计与实现

为了提高对时间统一系统IRIG-B码信号的监测效率,需要一套自动监测系统;本文结合某型号时间统一系统,针对该时统设备输出的通用IRIG-B(DC)格式时间码,介绍了一种基于Arduino的便携式IRIG-B(DC)信号监视系统的设计过程,给出了以开放源代码硬件项目平台Arduino为核心构建的“输入控制+逻辑处理+数据处理+数据交互+数据存储+网络传输+实时显示”的系统硬件设计结构;利用Arduino内高度集成的AVR二次编译封装库,将复杂的逻辑控制和数据处理等底层的指令封装成简单实用的函数调用,完成了整个系统的任务调度和管理,实现了对时间统一系统IRIG-B(DC)信号的波形采集、数据分析、时间解调、状态监视、实时显示以及数据存储等功能;测试结果表明,系统设计简洁,工作稳定可靠,设计指标满足功能需求。     

基于北斗/GPS的网络授时系统设计

针对电脑主机多采用BIOS内时钟而导致系统时间不精确的问题,提出一种基于北斗/GPS芯片的网络授时系统设计。该系统采用可编程逻辑器件(FPGA)作为主控芯片,接收北斗/GPS双模芯片提供的UTC时间码流,解码并通过网口发送到PC机上作为精准时间。同时多个设备间相互连接,实现多设备之间的数据传输,增强系统的稳定性和可靠性。传输速率可达100Mbps。实验证明：北斗/GPS接收信号稳定,传输的时间信息准确,北斗/GPS所解时间信息误差不超过80ns,设备与PC机100Mbps传输速率误差在1-2ms,系统稳定、可靠。     

神经网络技术在激光脉冲解码领域的应用研究

为提高激光脉冲解码过程的准确性和识别效率,采用神经网络技术对激光脉冲编码解码进行了仿真研究.应用线性神经网络对有规律的编码,如周期型编码和等差型编码,进行了识别.仿真结果表明,对于PCM码,需要约2个周期的脉冲就可准确预测下一个脉冲到达的时间;对于等差型码,需要4个脉冲就可以达到精度要求.然后,应用概率神经网络对伪随机型编码的最小周期进行了识别.仿真结果表明,可以在信息量较少的情况下准确识别此类型编码的最小周期.     

一种光栅信号细分算法的FPGA实现

 提出了一种基于FPGA的光栅位移传感器信号细分处理技术,采用CORDIC（坐标旋转数字计算机）解算相位,同时结合单准确度浮点运算,将辩向、粗码计数、相位解算、粗码精码浮点运算集成于单片FPGA实现,保证了细分的准确度、细分数据的有效计算准确度及信号处理的速度.设计中采用Altera公司的Cyclone II_EP2C20F484C8型芯片进行验证,对20 μm栅距的光栅尺信号进行细分处理,实验结果证实了该方法的正确性和可行性.     

基于GPS的多路时码时统系统设计

时统系统是各种光电设备、导航系统上必备的高精度电子设备。针对天文导航和惯性导航设备对时统信息的需求,设计了一种多路串行时码输出的时统系统,阐述了设计方案及软硬件实现流程。基于FPGA实现了多路串口通信,可方便扩展更多路串口,通过DSP控制串口工作方式及GPS信息处理,可适用多数GPS接收机,处理系统输出格式。实验证明该设计功能齐全、可靠性高、易于调试,适用于为导航设备提供时间信号和频率信号以实现整个设备的时间和频率统一。     

嵌入式数字视频实时采集技术研究

激光通信的视频采集需要嵌入式标准化接口的实时数字采集,采取FPGA+SAA7111A的架构来实现系统的实时化、小型化、标准化和模块化。FPGA作为控制器,经I2C总线对视频解码芯片SAA7111A进行初始化。设计了两个读写互斥的存贮单元,分别用来存贮所采集的奇场和偶场数据,并专门设计了一个用于和图像处理单元通信的标准握手接口;为减小传送数据流量,对采集后的图像进行了提取和预处理。通过反复试验仿真,基于FPGA的整个图像采集方案可行,能够在图像采集处理系统中得以应用。     

基于编码孔径的一维光谱压缩方法研究

在研究现有光谱压缩概念和方法的基础上,提出一种新型的压缩方法。不同于各种基于软件算法的光谱压缩,提出一种利用编码孔径的硬件实现方法。在光学系统中加入编码孔径对光谱进行光学压缩,可以实现光谱数据的瞬时编码,经编码孔径压缩的光谱可以通过与编码形式对应的解码算法重建。在此基础上研究了编码解码的具体形式。提出基于小波变换和缺陷矩阵理论的两种编码板形式,以及基于小波逆变换和稀疏矩阵梯度投影的迭代算法的解码重建算法。用实物光谱进行模拟,比较不同的编码形式的压缩比和保真度。提出存在采用低采样频率压缩编码还原具体光谱信息的可能性,并总结了压缩编码的一般原则。     

基于CAN总线的高可靠成像控制系统设计

为了实现多套成像设备的智能化控制,设计了基于CAN总线的成像控制系统,并给出了设计中关键技术的解决方法;首先,给出了可靠性高的热备份CAN总线控制系统硬件设计原理；其次,介绍了基于FPGA的CAN总线协议芯片—SJA1000逻辑控制原理与方法；最后结合实际工程项目阐述了控制系统的工作过程;试验结果表明,该设计性能稳定、可靠性高,能够满足多台成像系统的智能化控制;设计理念和方法具有通用性,系统的可扩展性强。     

基于FPGA视频合成系统设计与实现

为实现将输入的六路BT656视频无失真地合并成一路BT1120视频输出,采用将FPGA技术和视频合成系统相结合的设计方法,用verilog语言设计完成有效视频数据的抽取、SRAM乒乓操作以及FPGA对于视频的拼接处理方法。该系统由视频输入解码模块、存储模块、输出解码模块、i2c模块以及时钟管理模块组成。经算法仿真和逻辑综合,该设计可以实现视频合成的基本功能,满足视频监控系统的实时性要求.综合结果表明该设计占用FPGA片上逻辑资源少,系统运行频率高。     

A resource-saving decoding scheme of the orthogonally concatenated codes for optical transport networks in FPGA

A decoding scheme of the orthogonally concatenated codes with low resource utilizations is proposed. In the optical transport networks (OTN), forward error-correction (FEC) techniques are used to reduce the errors which occur in transmissions. Two-orthogonal-concatenated (TOC) codes are widely used in FEC techniques for their powerful error-correction capabilities based on the iterative decoding procedure. However, the framing structure is complex so the decoding procedure is more difficult than the decoding of in–out concatenated codes. And the powerful error-correction capability relies on the multi-iterative decoding processing, thus how to effectively utilize the hardware resources is a very important problem. Especially when the decoding procedure is implemented in the field programmable gate array (FPGA) devices, effective optimizations are required for the limited resources. In this paper we present an iterative decoding scheme in FPGA with low resource utilizations. As an example, an actual engineering application under the G.975.1 recommendation is given to show the efficiency of the proposed design.     

Impact of polarization mode dispersion on the performance of optical CDMA transmission system

The impact of fiber polarization mode dispersion (PMD) on the bit error rate (BER) performance of a direct sequence optical code-division multiple-access system is analyzed by the split-step Fourier method based on the coupled nonlinear Schrödinger equation, the three-dimensional Poincare sphere theory and the Jones matrix method. When the incident pulse's width is bigness than the chip duration, which causes spreading and overlapping of chips and degrades system performance due to increased interchip interference and reduced received optical power conduce cannot decoding or error decoding. When the incident pulse's width is less than the chip duration, good encoding/decoding performance can be achieved.     

Spectrally Efficient 3D Optical CDMA Using Coherent Spatial Phase–Time Coding/Decoding

We demonstrate a WDM compatible optical CDMA system incorporating 3D spectral phase–time encoding/decoding. We provide coding and decoding using binary [0, π] phase chips for six users at 6 Gb/s, with a single coded signal separated with an acceptable bit-error rate ≤10 ^?9. The coding and decoding method is based on 3D coding of tightly spaced phase-locked laser lines that is compatible with conventional WDM networking. In optical CDMA systems, we propose to provide encoding and decoding done by converting Hadamard codes (used for conventional CDMA system) to the phase codes. We report that duo-binary modulation format is the best with adequate bandwidth compression. We confirm that better simulation results are reached in terms of the Q factor and bit error rate.     

Implementation of LT codes based on chaos

Fountain codes provide an efficient way to transfer information over erasure channels like the Internet. LT codes are the first codes fully realizing the digital fountain concept. They are asymptotically optimal rateless erasure codes with highly efficient encoding and decoding algorithms. In theory, for each encoding symbol of LT codes, its degree is randomly chosen according to a predetermined degree distribution, and its neighbours used to generate that encoding symbol are chosen uniformly at random. Practical implementation of LT codes usually realizes the randomness through pseudo-randomness number generator like linear congruential method. This paper applies the pseudo-randomness of chaotic sequence in the implementation of LT codes. Two Kent chaotic maps are used to determine the degree and neighbour（s） of each encoding symbol. It is shown that the implemented LT codes based on chaos perform better than the LT codes implemented by the traditional pseudo-randomness number generator.     

基于FPGA和ADS8638的数据采集系统的设计与实现

为了解决常用数据采集产品体积较大的问题,选用一种体积小,转换速度快的多通道AD转换芯片ADS8638,设计了FPGA与芯片间的接口电路,并采用verilog语言编写了控制程序,以控制ADS8638芯片对各通道输入的模拟量进行AD转换。通过软件仿真验证、静态时序分析,仿真和分析结果表明,该软件功能、性能、时序正确。最后,将软件经过综合、布局布线后下载到ACTEL FPGA芯片中进行硬件系统测试,测试结果表明,本技术方案设计合理,功能可靠,降低了常用数据采集系统的体积和功耗,具有良好的实用价值。     

RS码仿真与基于RiBM算法的硬件实现

分析了里德-所罗门码（RS码）的误码率性能,提出了一种基于RiBM算法的RS（15,9）译码器。该译码器采用流水线结构,通过RiBM算法求解关键方程,在此基础上将高斯加性白噪声（AWGN）引入光纤模拟大气激光通信系统,并在现场可编程门阵列（FPGA）平台上完成了测试。测试结果表明：提出的译码器译码速率达到1.11 Gbit/s,为Altera IP核的3.54倍。RiBM算法具有硬件复杂度低、关键路径延时短的优点,能满足系统译码的要求。     

一种多功能视频信号源设计

针对目前视频信号源功能单一的现状,提出了一种便携式多功能视频信号源系统设计方案。详细阐述了信号源系统的硬件及软件设计,方案基于便携式、多功能、可靠性三方面的考虑,设备采用AMD的APU芯片平台,减少了FPGA资源消耗,简化了硬件电路设计,配套软件采取模块化设计。视频信号源可提供多种制式的测试图像,同时可根据特定要求产生特殊制式或信号,实验结果表明,该多功能信号源系统稳定性好、可靠性高、使用便捷,满足设计需求。