USB3.0接口在数据存储系统中的应用

USB3.0的传输速率最快可达5Gbps,因此,为实现大量数据的快速稳定传输,介绍了一种以FPGA为控制核心,DDR2 SDRAM为高速大容量缓存,USB3.0为记录器与计算机进行数据通信接口的高速数据传输系统,通过模块硬件电路及软件协议实现了数据的高可靠性稳定传输,解决了大容量记录器的数据传输速度瓶颈。经长期试验证明：该接口传输速度可稳定到达150M/s,且数据可靠无误,满足任务设计要求。     

一种高速图像数据记录器设计

针对摄像机输出的高速数字视频信号的存储需求,设计了一种图像数据记录器,实现了对数据的存储、回传和转发等功能。图像数据接收采用点到点LVDS模式,存储电路选用K9WBG08U1M作为存储介质,使用CY7C4285V-15构成数据缓冲电路。通过采用交错双平面模式对FLASH进行页编程和对坏块的特殊处理使记录器很好的实现了对30.72MB/s高速数字视频信号的存储。测试结果表明,该记录器能够准确记录图像信息,图像还原后清晰准确。     

机载千兆网络数据记录器设计与实现

为了满足对新一代网络化机载测试系统输出的海量高速网络化测试数据记录的需要,设计并实现了一种基于COMe主控模块和工业级通用固态硬盘的机载千兆网络数据记录器。该记录器使用集成有英特尔处理器、板载DDR3内存和FLASH存储器的COMe主控模块,可进行IRIGB-AC时间码授时的底板和作为数据存贮介质的固态硬盘构成硬件系统平台,并采用Linux嵌入式操作系统和优化的数据存贮算法程序,完成了一路千兆机载测试网络数据流的接收、打包和记录。试验室和飞机上大量实验结果表明该记录器工作性能稳定,无误码和丢包现象,可以大量应用在使用环境复杂的飞机网络化机载测试系统中。     

基于USB3.0的高速数据传输电路的设计

针对大容量数据记录器与外围计算机之间的数据通信时间长速度慢的问题,借助USB3.0接口良好的向后兼容性、易于使用性、可热插拔性、传输速度快等特点,设计了以FPGA为主控单元, DDR2 SDRAM作为高速大容量缓存,USB3.0接口作为与计算机进行数据通信接口的高速数据传输电路系统。采用外接I2C接口的EEPROM作为USB3.0接口芯片的启动方式;通过专用的线性稳压器为DDR2提供稳定的参考电压和吸收电流;最后详细介绍了USB3.0接口芯片的固件程序配置和FPGA控制模块的逻辑设计。实验测试结果表明,通过USB3.0接口该系统数据传输速度达到149.29M/S,且数据传输可靠。     

基于FPGA的DDR3控制器存储设计与验证

DDR3 SDRAM是第三代双倍数据传输速率同步动态随机存储器,DDR3具有高速率、低电压、低功耗等特点[1][2]。在DDR3控制器的实际使用中,如何将用户需要存储的数据在DDR3中快速存储非常重要,如果数据被送到DDR3接口的速度低,则会影响DDR3的存储速度,同时影响DDR3的实际应用,因此,针对DDR3存储器设计存储控制有重要的意义[2]。基于此设计主要分为低速读写控制与高速流读写控制,低速读写控制主要用于小数据量的操作,高速流读写控制主要用于批量数据的存储操作。此设计在FPGA上通过了大量数据读写的验证,证明数据存储的正确性。经过测试,在高速流读写模式下,DDR3存储控制设计的带宽利用率最大为66.4%。此设计在功能和性能上均符合系统总体设计的要求。     

高速电视图象数据实时压缩技术的研究

本文讨论以高速电视图象为对象的数据压缩技术，论述采用流水线法对图象数据实施变表游程长度编码，满足高速电视图象数据压缩实时，高速，无损的要求，并进行了实验验证。     

基于CH378嵌入式存储系统设计

随着军事工业飞速发展,高速数据存储设备成为导弹测试领域不可或缺的一部分。通过对导弹测试领域中现有数据存储设备研究发现当今存储系统存在传输速度低、存储容量小、可靠性差、数据易丢失、严重依赖PC机等缺点,首次提出以U盘作为存储介质用于某型号导弹参数测试领域,以最新的USB串口芯片CH378来设计读写U盘,并独特运用FPGA读写大容量的FLASH构成存储系统的数据缓存部分这一设计理念,最终以STM32F103VE单片机控制CH378将缓存数据写入U盘的设计方案。文中详细介绍了基于CH378的嵌入式存储系统软硬件设计,最后通过软件测试U盘存储速度并用信号发生器模拟传感器信号输出,对比U盘和FLASH中数据并对数据解码分析,验证系统达到高速可靠存储等设计要求。     

基于Camera Link的高速图像传输模块及时序优化设计

为了解决图像信号源卡与高速图像记录器实际测试过程中出现的误码较多、图像显示效果不佳等问题,给出了系统组成及原理,并在对发送与接收时序及误码出现原因加以细致分析后,提出了时钟相移与降频等方法对发送端的时序进行优化设计。通过实验对比优化前与优化后发送端的波形图以及数据校验结果,证明了优化后的数据传输更加稳定可靠,大大减少了误码的出现,提高了图像数据的准确率与可靠性。因此该优化方法切实有效,并且对其他高速同步数据的发送与接收具有一定的参考价值。     

透镜单片加工高效生产的研究

本文以建立百花相机第一镜片的单片加工高效生产流水线为依据,阐述了以“铣磨-高速金刚石丸片精磨-固着磨料抛光”为主体工序的高效生产的基本原理和加工全过程。着重介绍生产中的主要工艺参数,分析高效生产中影响产品质量的可能因素。     

嵌入式以太网数据采集与控制系统设计

为了提高嵌入式以太网数据的操作精度,减少数据运行时间,增加数据运行灵活性以及稳定性,方便对嵌入式以太网数据进行的有效管理,需要对嵌入式以太网数据采集与控制系统进行设计。当前的嵌入式以太网数据采集与控制系统设计方法对以太网数据进行采集与控制系统设计时,因为无法对其进行灵活、高效、全面地采集和控制,存在数据运行盲区较多,成本较大的问题,所以提出一种基于LonWorks的嵌入式以太网采集和控制系统设计方法,即采用局部网格方式进行数据采集,使嵌入式以太网进行自维护、自组织、自控制的操作。该方法先利用μC/OSⅡ平台完成对嵌入式以太网数据采集与控制系统的硬件设计,然后依据互式数据迁移技术对嵌入式以太网进行数据采集,以采集的数据为基础,采用模糊关联空间理论对采集得到的以太网数据进行过滤,最后以上述过程为依据,利用OPC服务器程序对过滤后的嵌入式以太网数据进行控制,由此完成了嵌入式以太网数据采集与控制系统设计。实验结果证明,所提方法可以全面精确地对嵌入式以太网数据进行采集和控制,提高以太网运行速度,增强网络使用寿命,为该领域研究发展提供了强有力的依据。     

高速CCD图像数据存储技术

介绍了一种高速CCD图像数据的实时存储方法利用FIFO缓存器使CCD输出的高速数据流和低速存储介质二者的速度匹配,将多路高速大容量图像数据实时记录到了存储介质中,为后期的图像恢复和图像处理提供了原始数据该图像数据存储的方法对各种数据采集以及存储系统的设计具有很好的参考意义.     

基于提升小波的红外图像去噪算法与实现

介绍了提升小波原理,以及把提升小波应用于红外图像去噪的算法.研究了提升小波的硬件实现方法,根据FPGA器件具有快速逻辑处理能力的特点,采用流水线的加法及桶状移位操作指令,设计了一种适合FPGA实现的提升小波图像去噪的硬件结构.实验结果表明,以FPGA来实现基于小波变换的图像去噪方法与传统方法相比,在速度方面得到了很大的提高.     

形位误差光电检测系统研究

简述了形位误差光电检测系统的结构和工作原理 ,为保证扫描速度均匀 ,利用激光特性而设计特殊的光学系统。为满足检测系统需要而设计了精密机械系统 ,伺服控制系统 ,电子学和计算机数字计算与数据处理系统 ,实现了高速、高效、高精度、非接触的自动检测。     

双通道编码高速存储系统设计

航天事业对存储系统的存储速度及保密性的要求在不断提高,针对这些要求提出了双通道编码高速存储系统的设计。设计了一种以RS-422和LVDS为通信手段,双端口RAM为缓存介质,双片选交替双平面混编存储为技术,混合编码存储为特点,K9WBG08U1M芯片为存储核心的高速、大容量的存储系统。双通道编码高速存储系统解决了双路数据存储速率低的问题。最后,对系统采集的数据进行科学分析及图像还原,验证了高速存储系统的可靠性。     

基于CH378的便携式高速数据采集系统设计与实现

针对数据采集系统在速度、容量和体积方面的需求,文中提出了一种基于FPGA的便携式高速数据采集系统方案,采用可充电锂电池作为供电电源,采用FPGA控制读写大容量Flash数据作为高速数据缓冲,控制USB接口芯片CH378完成对U盘的读写操作,实现大容量数据的可靠和便携存储;详细介绍了该测试系统的设计背景、硬件电路的设计依据、固件程序的设计思想和测试系统的具体实现;实验结果表明,该系统具有成本低、通用性强、可靠性高、便携式操作等优点,能够实现数据的高速采集,海量存储,实现了脱离计算机直接存储数据至U盘的功能。     

多传感器通道多点数据并行高速采集器设计

为解决传统方法设计的采集器传感器通道单一、运行功耗大、抗干扰能力差及采集效率低问题,设计了一种多传感器通道多点数据并行高速采集器。分析数据采集器工作原理,先对影响采集器高效运行的高频率噪音和高频载波两大干扰因素进行过滤处理。同步采集数据信号,对数据进行校验,通过数据采集处理,实现多传感器通道多点数据并行高速采集器的设计。实验结果表明,改进的数据采集器运行功耗小,抗干扰能力强,采集效率高。     

基于FPGA ARM的高速U盘记录仪的设计

为了满足对高速串行数据长时间实时显示存储的要求,提出了一种采用FPGA+ARM作为主控制器结合大容量Flash缓冲的设计方案;系统前端采用FPGA串并转换并控制Flash进行数据采集,后端采用ARM进行实时显示存储;该系统采集速率高,能够采集高达8.45 Mbps的输入数据,存储容量可扩;系统是针对两路输入速度高达460 800 bps的串行数据而设计的,经测试验证,数据存储可靠稳定,可广泛应用于飞行装置上。     

“真空炮”发射速度的研究

"真空炮"是一种以压强差作为动力源的发射装置。为探究影响"真空炮"发射速度的参数,本文设计并搭建了以吸尘器作为抽气系统的装置,并通过改变多种参量比如"炮筒"的横截面积、长度,"弹丸"的横截面积、形状、质量,以及"炮筒"内的真空度等来进行实验探究。实验中采用高速摄像机记录实验过程,采用TRACKER提取数据,在分析实验数据的基础上建立了发射速度与真空炮参数关系的空气动力学理论模型,该模型能够很好地解释实验现象。     

基于FPGA的红外焦平面信息获取系统设计

基于红外焦平面探测器的红外遥感技术是实现多通道和高空间分辨率的重要手段,而随着焦平面探测器中探测单元的增加探测数据也急剧增加,研究基于FPGA的高速并行处理技术对解决红外探测领域多通道高速信息获取有重要意义。以FPGA作为控制器件,设计了16通道,数字分辨率为16bit的ADC采集方案,实现对32×32元的红外焦平面探测器数据并行获取,并设计了数据宽度为16bit的数据输出接口,用来完成采样数据的上传功能。实验结果表明该方案设计简洁,数据上传速度控制灵活,可以满足焦平面探测器的信号获取与传输。     

基于PXIE的信号完整性测试系统设计

为了满足运载火箭遥测系统中信号完整性测试的需求,研制了一套基于PXIE的高速数据采集系统;该系统采用多机箱级联设计,最大采样通道数为48,单通道最高采样率达250 MS/s,数据实时存储速度高达750 MB/s;系统软件平台采用Labview开发,具有良好的人机交互性;通过试验验证,测试系统工作稳定,能较好的满足测试需求,同时该系统的设计方法为同类高速数据流盘的设计提供了一种思路。