FPGA在激光一维位移测量系统中的应用研究

针对目前结构健康监测中对一维位移测量系统的要求 ,讨论了利用 FPGA器件实现一维激光位移测量系统硬件处理核心电路 ,将传感器驱动、光斑中心位置计算及计算机接口集成到一个芯片中 ,实现了测量速度的提高和系统的小型化 ,从而满足了位移测量中现场动态测量需要     

FPGA在激光一维位移测量系统中的应用研究

针对目前结构健康监测中一维位移测量系统的要求,讨论了利用FPGA器件实现一维激光位移测量系统硬件处理核心电路,将传感器驱动、光驱中心位置计算及计算机接口集成到一个芯片中、实现了测量速度的提高和系统的小型化,从而满足了位移测量中现场动态测量需要.     

E1标准通信系统中的一种数字同步方案

阐述了如何用VHDL语言,用现场可编程门阵列FLEX10K系列来实现E1标准通信系统的同步.文章分几个模块来阐述如何实现位同步和帧同步,最后分别通过模拟仿真和实验验证对此位同步器的性能给出了结论.     

基于FPGA的多路温度测量系统

讨论了一种以FPGA为核心的多路温度测量系统、该系统能进行单路定时和多路循环温度测量;以及测量数据的存储和异步传送;并具有高集成度、高速和高可靠性的特点.     

一种高精度的微机交流采样算法

从理论上讲，全周波傅氏算法具有很高的精度，但实际动用时，其精度都会受到样定时误差和信号频率偏移的影响，针这一问题对全周波傅氏算法进行了改进，其效果十分显著。     

一种针对高分辨磁通门传感器的同步采集系统

针对未爆弹探测工作中对数据采集系统提出的同步性与高精度要求,设计了一种适用于磁异常探测设备的多通道同步数据采集系统。系统依据模块化思想构建,结构简单、可扩展性强、成本很低,通过结构优化、利用现场可编程门阵列(Field programmable gate array,FPGA)并行运算的特性,可严格地保证指令同步;采用高达32位分辨率的模数转换器(Analog to digital converter,ADC),并配合数字滤波器、斩波稳零技术,以满足磁探测过程对采样精度要求。样机测试结果表明,其信号测量范围可达±5 V,噪声的有效值低于5μV,相比常用的24位采集卡,精度提升了1倍以上,更适合应用于未爆弹探测领域。     

基于FPGA高精度信号相位差设计

在导航定位、精确制导中,脉冲参数测量是至关重要的信息.针对高精度、实时脉冲参数测量要求,采用现场可编程门阵列(FPGA)对脉冲参数信号相位差进行测量.相比较于离散傅里叶变换(DFT)和全相位快速傅里叶变换(FFT)等方法,可用于多通道处理,可扩展成阵列,具有很强的实时处理能力,系统处理精度高,适用性广.     

基于ARM嵌入式系统的信号功率测量系统研究

信号功率是电子器件、系统的一个重要物理参数,它不但表示信号的能量,而且是一个非常重要的信号特征参数。本文设计以ARM7TDMI-S为内核的LPC2142微处理器为控制器为核心的功率信号测量电路来实现信号功率的测量计算。有效值转换电路采用AD536真有效值转换器,完成信号的有效值转换,转换后信号送入ARM芯片的AD采样并计算。信号功率的显示通过LCM128645ZK型液晶屏来实现。该系统借助于ADS1.2集成开发环境进行JTAG硬件仿真调试。     

一种可重构处理器的设计

以主流FPGA为平台设计了一个可重构处理器．该处理器在与现有处理器内核全兼容的基础上,把指令总线和数据总线作为可重构部件的扩展接口,具有简单可靠的部件指令扩展规则、数据通讯方式和部件识别机制．重构操作的工作方式、数据保护机制也在设计中被充分考虑。     

一种基于FPGA快速进位链的时间数字转换电路

设计了一种基于FPGA快速进位链的时间-数字转换电路.该电路采用延迟内插技术,引入双链结构消除建立/保持时间对寄存器阵列输出结果的影响,并采用半周期平均延迟测试法,在Xilinx Virtex-4芯片上实测获得了59.19ps的分辨率.该电路采用使能控制模块将寄存器阵列输出结果的锁定时间控制在一个时钟周期内.使用FPGA Editor软件对该电路中单级延迟宏单元进行配置,并利用用户约束文件替代传统的手工布局布线,使得电路具有可移植性.此外,利用该电路对实测芯片中的CLB组合开关参数进行了测试,结果满足数据手册中提供的参数值的范围.     

基于现场可编程门阵列的步进电机运动控制系统设计研究

提出一种在多用途步进电机运动控制系统中应用现场可编程门阵列(FPGA)实现多台步进电机可变细分脉冲分配器的方法.按照运动控制系统的多用途特性要求和可逆循环计数寻址EPROM的思想设计可变细分控制策略,将控制步进电机运转的矩形脉冲波通过细分代码转换成阶梯近似、幅值恒定的正弦、余弦波.利用Verilog HDL硬件描述语言,并运用MAX plus II开发软件,在单片FPGA上实现了多台步进电机的脉冲分配器,负责细分代码的生成与输出,并在FPGA片内集成了大部分的MCU外围接口电路,包括MCU的译码电路、键盘和中断接口电路,使MCU软件结构和外围电路大为简化.结果表明,系统扩展方便,可移植性高,具有广泛的适应性.     

一种基于FPGA的多路高精度加速度计数据采集系统设计

针对传统的电荷平衡型I/F转换电路存在对小信号测量实时性差的问题,在深入分析了小信号测量原理的基础上,提出了运用I/F+AD的方式来提高对微小加速度的实时测量能力。采用AD7367—5和EP2C70F672对I/F电路进行了补充,利用FPGA设计了计数测频模块和AD接口,并在软核NIOS II中加入自定义浮点指令增加了系统的执行速度,满足了计算的需要。测试表明,这是一种解决小加速度实时测量问题的有效方法。     

基于FPGA的远程健康监测救助仪

当今社会“空巢老人”现象日益突显,“空巢老人”健康状况出现异常时很难及时得到救助。系统基于FPGA技术融合多种基本生理参数传感器、GPS定位器、GSM通讯器,以此来实时监测用户的体温、脉搏、位置等信息,使监测人能及时了解到被监测人的健康状况。系统通过集成的语音芯片取代了以往的显示屏,降低了系统的功耗,并且采用EDA技术、FPGA技术设计集成电路并封装了各部件的通讯协议和控制逻辑,具备设计简捷及便于小型化的特点。     

采用FPGA实现π/4 DQPSK调制器

介绍了π/4 DQPSK的调制原理,讨论了它的两种实现方法.最后采用Altera公司的Flex10K序列EPF10K10LC84-3芯片对π/4 DQPSK的FPGA实现进行了仿真研究.     

基于游标法的高精度测频系统设计

为了有效地改善传统测频方法精度低、误差大的问题,提出了一种基于多周期分频段测量法与双游标法相结合的高精度测频方案。可对0.1 Hz—5 MHz范围内的频率信号进行测量。系统通过在Quartus II中用VHDL语言编写脉冲计数及控制模块,并在FPGA芯片内植入NIOS II软核处理器作为系统的控制核心,完成对惯导组件输出的频率信号进行测量。并将测量结果传至上位机进行处理和显示。实验结果表明,系统具有较高的测量精度。同时由于采用软核处理器,大大降低了成本,具有很好的实用价值。     

基于FPGA的多路视频图像高速同步采集系统

给出了一种能够高速同步采集多路黑白视频信号,采集的精度为８位,采样率为１４．７６８ＭＨｚ．此系统设计以现场可编程门阵ＦＰＧＡ为核心元件,将系统的采样控制逻辑与压缩存储逻辑集成在一块ＦＰＧＡ芯片上,与采用单片机或通用器件实现相比,具有速度快、可靠性高、结构简单、体积小等优点,而且设计周期短、灵活性大,我们已经将其应用在高速高精度的三维净空测量中．     

一种超声回波信号的数字正交检波方法及FPGA实现

数字正交检波技术能够较好地提取信号的幅度和相位参数,保留信号包络中的所有信息。提出了将现场可编程门阵列(FPGA)运用在超声系统的波束形成器中实现超声回波信号的数字正交检波方法,并给出了主要模块在FPGA内的具体实现和系统仿真结果。仿真和实际运用证明,该检波方法能够明显提高超声图像的空间分辨率和对比度。     

基于FPGA的可重构无线传感器网络节点设计

提出了一种简单的基于现场可编程门阵列(FPGA)模块来实现可重构无线传感器网络节点的方案.与传统方案相比,新方案较为精简,价格低廉,不再需要微控制器,大大减小了节点软硬件复杂度,可实现无线传感器网络节点的快速可重构设计.通过将自适应功率控制和低功耗媒体接入控制机制引入FPGA核,重构的节点大大地降低了功率消耗,充分表明提出的可重构设计方案是有效可行的.     

基于FPGA的DDS波形发生器的设计与实现

介绍了DDS的电路结构及工作原理,并对各组成部分进行了理论分析,重点介绍了电路设计方法,并利用硬件描述语言VHDL实现,最后利用FLEX器件实现了DDS电路,给出了FPGA设计的仿真和实验.