HIRFL-CSR前端总线控制器的改进设计

论述了用于兰州重离子加速器冷却存储环(HIRFL CSR)控制系统的前端总线系统控制器的改进。 改进了控制器的嵌入式操作系统和应用程序, 开发了控制器和数据库交换数据的应用程序。 该控制器基于BGA封装的ARM920T(ARM9)处理器和嵌入式的LINUX操作系统, 可以连接标准的VGA显示器、 键盘、 鼠标, 采用了现场可编程的FPGA器件进行背板接口设计, 并具有64 mA高驱动能力的总线驱动器, 以及拥有灵活的接口信号定义可编程能力, 是HIRFL CSR控制系统的关键部件。 The EVME bus controller which is a key component of the HIRFL CSR control system was improved . Besides reconfiguring the embedded Linux, a utility program was developed for data exchange between the controller and the database. The bus controller is based on ARM920T(ARM9) micro processor which is BGA packaged. The bus controller has the universal interface of VGA display, keyboard, and mouse. The backboard interface logic is programmed in an in system configurable FPGA device. The bus can drive high current up to 64 mA, with the flexibility of the programmable signal definitions. All the improved performance helped the EVME bus controller play a crucial role in HIRFL CSR control system.     

基于UVM的存储控制器功能验证

采用通用验证方法学(UVM)搭建验证平台,以AHB总线上挂载的存储控制器为验证对象,重点分析了UVM验证平台的设计。采用传统的定向验证方法将很难遍历到所有情况,而通过UVM验证平台能够产生受约束的随机激励信号,对存储控制器进行全面的验证,并能自动收集功能覆盖率和分析验证结果。验证结果表明,该验证平台能有效地查出设计缺陷,达到覆盖率要求,减少验证时间,提高验证效率,且具有良好的可配置性和可复用性。     

高速1553B总线通讯控制器测试验证系统研究

通过对10M1553B总线通讯控制器的特性进行分析,再结合10M1553B总线通讯控制器的A、B总线通道切换测试及通讯强度测试的测试指标,提出了相应的测试验证系统方案;通过对测试验证结果的研究与分析,证实10M1553B总线通讯控制器具有较好的品质,能够在一定程度上替代国外的同类产品;同时针对10M1553B总线通讯控制器所设计的测试验证系统方案、各测试指标所对应的测试方法和通过准则,对于其它类似产品的系统级综合测试具有普遍性、适用性和指导性;并通过实际测试验证了该测试验证系统的可靠性和稳定性。     

时间触发总线验证技术研究

TTP协议定义了一种高确定性,无冲突,高安全的通信总线,能够满足包括飞行控制等的安全关键实时控制系统的应用要求。时间触发总线验证技术根据TTP协议规范要求,针对研制的节点进行测试,包括基本通信测试、时钟同步、故障注入等不同的测试场景,充分验证被测节点的各项功能、性能。通过这些测试,表明被测节点各项指标都满足研制需求,可用于安全关键实时控制系统。     

基于FPGA和CAN控制器软核的CAN总线发送系统的设计与实现

基于FPGA嵌入式片上可编程技术,采用现有的CAN总线控制器软核模块,设计了软核控制程序,将由CAN控制器软核及其控制程序组成的CAN发送软件嵌入在FPGA内部,开发了CAN总线通信系统,实现了对CAN总线数字量的发送。经过软件仿真验证、静态时序分析和硬件系统测试,仿真和测试结果表明,该系统设计合理,方案可行,时序正确,功能、性能满足要求。系统将硬件软件化,有效的减少了外围芯片的数量,降低了系统的体积和功耗,提高了产品的集成度、通用性和可靠性,具有良好的实用价值和推广前景。     

DDR2 SDRAM控制器接口的FPGA设计及实现

DDR2 SDRAM是第二代双倍数据传输速率同步动态随机存储器,以其大容量、高速率和良好的兼容性得到了广泛应用。DDR2芯片的控制较为复杂,为了解决DDR2芯片的驱动及功能验证问题,在介绍了其特点和工作机制的基础上,提出了一种简化的工作流程图,进而给出该控制器的总体设计、FPGA器件的引脚分配及验证方法。其中验证方法采用Verilog HDL硬件描述语言构建了DDR2控制器IP软核的测试平台,通过ModelSim软件对DDR2仿真模型测试无误后,再使用QuartusII软件的嵌入式逻辑分析仪工具SignalTap II抓取FPGA开发板实时信号。开发板上的验证结果表明：DDR2芯片初始化成功;其引脚上有稳定的读写数据;在双沿时钟频率200MHz下,写入数据和读出数据一致。故DDR2控制器设计达到要求,且控制器接口简单、工作稳定、移植性强。     

基于I^2C总线控制的LED驱动芯片设计

设计了一款基于12C总线控制的PWM可编程的RGBA四通道LED驱动芯片。通过对12C接口的读写可控制四路LED的开与关、独立亮度、组亮度及组闪烁频率,实现了对红、绿、蓝、琥珀（RGBA）四种色彩的混色优化。本文提出了RGBA色彩混色方案,通过在RGB的基础之上添加琥珀色可以提高色彩的饱和度、颜色呈现指数,使色彩更丰富、细节更细腻,提升了色彩的层次感。为了减少芯片的版图面积,本文的设计基于全原理图设计。本文的设计是基于cadence软件中进行数模仿真的,采用csmc05的工艺完成。     

声波测井仪总线测试接口设计*

为了快速诊断国产声波测井仪或其短节的工作状态是否正常,设计了可与仪器或短节相匹配的总线测试接口电路。针对国产声波类测井仪器的所用总线,设计了Tool control bus(TCB)、High local bus(HLB)、Tool model bus(TMB)、Controller area network(CAN)等总线测试接口。其中TCB、HLB、TMB总线接口在FPGA芯片EP2C20Q240C8控制下实现,软件采用模块化的结构设计;CAN总线接口由单片机C8051F500控制实现。利用了设计的接口电路板,仿真实现了TMB总线的从节点功能,可测试仪器主控短节的工作状态。     

无人机仿真系统CAN总线调度及注册机制设计

针对无人机仿真系统传输数据量大,实时性要求高等特点,以基于CAN总线的飞行仿真系统为平台,设计了总线时间调度以及状态检测机制,对数据进行分组分时传输,保证总线通信的实时性,为仿真测试提供了一套正确有效的验证平台。针对传统仿真系统接口资源固定,不利于更改升级的问题,设计了接口资源注册机制,根据各接口节点的注册信息建立系统接口资源表,进行统一管理,提高了系统的灵活性,便于仿真系统的开发。     

一种1553B总线表排序优化算法的设计与实现

为了优化1553B总线传输性能,降低总线上消息传输的延迟时间,提高总线带宽利用率,给出了一种1553B总线表排序优化算法,该算法充分考虑了应用系统中周期消息、事件消息和管理消息相结合的特点,以消息块为输入,通过排序、优化,生成满足消息的功能特性和时间特性,且可被总线控制器直接执行的总线表,工程实践表明该算法有效、可行,能够保证总线上消息的实时调度,具有实践应用价值。     

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。     

基于高速同步485总线通信的多通道伺服控制器设计

文章介绍了一种四通道数字伺服控制器的系统设计和实现方案;针对研制任务中高通信波特率和多路控制的要求,设计了以XC164为主控制芯片,基于JS71175型485协议处理器的高速同步485总线通信的多通道伺服控制器,该控制器在提高了同步485通信速率的同时可以实现四路伺服机构的控制、伺服机构动作的锁定及解除锁定,具有体积小、功率大、集成度高特点;实验结果表明,在保证通信稳定的前提下,通信波特率可达2 Mbit/s ,总功率可达1 600 W,满足任务要求。     

基于PXI总线的温控盒自动测试系统设计

温控盒作为飞机温度调节系统中的核心部件,在飞机运行安全中起着举足轻重的作用,需要对温控盒的各项参数进行详细测试。传统的温控盒测试设备普遍存在测试数据不精确、扩展性差以及测试人员操作繁琐、工作量大等缺点。提出了基于PXI总线的温控盒自动测试技术,阐述了其基本的测试原理以及具体软硬件实现方法,重点介绍了阻值动态分段逼近闭环设计及脉冲输出的低延时处理算法,完成了测试过程的一键自动化,拥有通用性、扩展性强、功能全面、智能化程序高等特点。     

Verification of 2-D MEMS model using optical profiling techniques

This paper describes the application of scanning white light interferometry to profile single layer and multilayer, surface micromachined, micromechanical elements. The measured profile data is used to verify a 2-D finite difference model of device deflection under pressure and electrostatic forces. Devices modelled include pressure sensors, switches and process characterisation structures. The model is designed to include effects such as non-rigid structure supports and stress gradients through the structure. The optical profiling is used to quantify the significance and deflection shape resulting from these effects. The optical profiling has been compared with the AFM profiling and some comparisons are made between these methods.