基于FPGA的UART设计

UART是一种目前广泛应用的短距离串行传输接口,常用于短距离、低速、低成本的串行数据通信。而现在大部分的集成电路UART芯片成本高、电路复杂、可移植性较差,本文基于FPGA器件设计,使用VHDL将UART的核心功能集成,使整个系统更加紧凑、稳定,且可移植性强。     

FPGA器件结构及系统集成研究

介绍了通用ＦＰＧＡ器件的结构和功能,阐述了基于ＦＰＧＡ器件设计的特殊性.采用ＳＯＰＣ技术,把一个由许多芯片组成的单片机系统集成到一块ＦＰＧＡ芯片上,对其功能进行了分析,结果表明：基于ＦＰＧＡ器件的设计可以简化电路,优化复杂电路的性能.     

基于FPGA的星载UART通讯设计与实现

通用异步收发器(universal asynchronous receiver transmitter,UART)广泛应用在星载仪器单机内部通信。针对复杂的空间电磁环境,电路受宇宙射线、单粒子影响较大的特点,研究了面向空间环境应用的UART电路设计方法。该方法在硬件上,使用抗辐照反熔丝型FPGA和军品级的通信接口芯片,实现UART通讯的总线拓扑连接结构。软件上,使用硬件描述语言完成串口通信协议,结合三模冗余串行TMR、并行TMR技术、数字滤波技术,提高系统的容错能力,提高系统的可靠性。给出了UART收发电路的工作原理、实现框图,并进行了仿真实验,实验结果验证了该方法的有效性。     

FPGA实现指纹读取接口UART

在基于FPGA设计的指纹识别模块中,通过在FPGA内部实现的UART接口与指纹传感器AFS8600连接,完成了FPGA对指纹图像的读取。本文用状态机讨论了UART的基本功能。并给出了FPGA与指纹传感器的连接方法以及UART在Quartus II5.0环境中的仿真图像。     

基于FPGA的UART控制FLASH存储系统设计

为了解决测井数据文件的存储问题,提出了一种基于FPGA实现UART控制FLASH存储系统设计的方法。以FPGA作为核心控制器对系统结构进行了模块化分解以适应自顶向下的设计方法。在Quartus II开发平台中采用Verilog硬件描述语言利用有限状态机实现了UART控制FLASH的读、写、擦除操作并给出了UART控制FLASH的数学模型,采用Spansion公司的S29AL016D系列FLASH结合FPGA和UART设计了接口电路。最后在Modelsim环境下进行仿真,验证了该存储系统设计的正确性和可靠性。     

基于SmartFusion的UART电路设计

本文提出了基于SmartFusion的UART的设计,阐述了通用异步收发器UART的功能特点,使用了硬件描述语言Verilog对各个模块进行了介绍,并给出了仿真结果。将UART核心功能放到FPGA中可以大大提高SmartFusion内Cortex-M3的执行效率,整个UART接口电路结构简单、升级方便、稳定性高,可以将其灵活的应用到各个通信系统中。     

FPGA片上调试方法

介绍了现场可编程门阵列的片上调试的方法,分析了该方法的优缺点,并重点介绍了片上调试系统的组成结构,同时以XILINX公司现场可编程门阵列为例,结合Xilinx公司ChipScope工具的使用,详细介绍了片上调试方法的具体实现.     

基于可编程逻辑器件UART的实现

本文详细分析UART的工作原理和内部结构,讨论了基于可编程逻辑器件FPGA/CPLD的数字逻辑电路设计的方法,并在此基础上,采用ALTER公司的MAXPIUX II开发平台,完成了UART的代码分析、移植、测试仿真、芯片选择、性能分析等一系列工作。     

FPGA内部时钟系统间的FIFO数据接口

在现场可编程逻辑芯片的设计过程中，不同模块之间的数据接口，尤其是不同时钟系统的各个模块之间的数据接口是系统设计的一个关键．用异步FIFO模块来实现接口，接口双方都在自己时钟的同步下进行工作，它们之间不需要互相握手，只需跟接口FIFO模块进行交互就可以了，即向接口FIFO模块中写入数据或从FIFO模块中读出数据．用这样一个缓冲FIFO模块实现FPGA内部不同时钟系统之间的数据接口，使设计变得非常简单和容易．所用的FIFO接口是XILINX公司提供的IP核，经过充分测试和优化，系统运行稳定，占用的FPGA内部资源也非常少。     

基于FPGA的GPS信号采集及网络传输

基于NiosII软核处理器和Altera的FPGA芯片技术,以SOPC技术为实现手段,对GPS中频信号的采集和网络传输进行了研究与设计。用FPGA硬件逻辑资源实现了ADC的控制和数据量化,量化后的数据通过两个乒乓操作的双口RAM进行缓存。自定制双口RAM的读取组件,以实现信号采集模块与SOPC系统的对接。为了提高系统的工作效率,由DMA控制器完成数据的搬移。利用以太网控制器LAN91C111设计了基于NiosⅡ的以太网通信接口,实现了数据的网络传输。     

基于FPGA的通用异步收发机的设计

阐述了通用异步收发机(UART)异步串行通信原理,介绍了实现UART异步串行通信的硬件接口电路及各部分硬件模块,同时还介绍了用硬件描述语言Verilog来开发UART通信接口电路模块的方法.研究基于Verilog语言,结合有限状态机的设计方法来实现UART,将其核心功能集成到现场可编程门阵列(FPGA)上,使其整体设计紧凑、小巧,实现的UART功能稳定、可靠;同时,与其他设计方法相比较,利用有限状态机的方法具有结构模式直观简单,设计流程短,程序层次分明,易综合,可靠性高等优点,这种方法必将在电子设计自动化(EDA)技术中发挥重要作用.     

基于FPGA的光纤通道适配器研究

基于现场可编程门阵列(FPGA)的定制的光纤通道适配器,提出了其设计思路和系统结构.依据光纤通道的协议处理需求进行了软硬件功能划分,在此基础上论述了硬件部分与固件部分的设计与实现.系统采用软硬件协同设计开发模型,硬件实现FC(fibre channel)协议中的FC0,FC1及FC2层部分功能,固件实现FC2层,FCP(fibre channel protocol for SCSI)层、登陆与发现和资源管理功能.固件各功能模块间通过队列进行通信,同时采用了集中的事务管理机制,对事务进行集中管理、定时处理.通过与光纤通道适配器产品互连调试验证了其软硬件功能符合协议标准,能正常运行.     

SAA7111A芯片在视频图像处理FPGA设计中的应用

信息化产业的迅速发展促使视频图像处理技术广泛应用于各种领域,Philips公司生产的增强型视频输入处理芯片SAA7111A在图像处理前端实现了AD转换和解码的功能,该文介绍了该芯片的功能,并给出利用该芯片实现视频图像处理功能的FPGA板的软硬件设计方法。     

基于FPGA的DDS信号源设计与实现

利用DDS和FPGA技术设计一种信号发生器.介绍了该信号发生器的工作原理、设计思路及实现方法.在FPGA器件上实现了基于DDS技术的信号源,并可通过键盘控制其输出波形的各种参数,频率可控范围为100 Hz～10 MHz,频率调节步进为100 Hz,频率转换时间为25 ns.     

基于DDS的LFM信号发生器的FPGA设计

直接数字频率合成技术DDS,在现代雷达信号波形产生中具有重要的地位。文章主要介绍了基于FPGA的DDS设计的基本原理、电路结构和设计优化方法;利用Altera公司Cyclone系列芯片采用线性插值法进行设计实现与仿真,并且很方便地实现线性调频信号(LFM)的产生;它具有较高的频率分辨率、频率转换速度快以及相位噪声低等优点。     

An efficient algorithm and FPGA implementation of video luminance transient improvement

<正> In this paper,a high-performance and low-complexity luminance transient improvement (LTI) algorithmis proposed and efficiently implemented on field programmable gate array (FPGA) devices,whichcan be widely used to enhance the sharpness of digital video.The proposed algorithm generates the correctionsignal by using the difference of the outputs of two Gaussian filters with different variances,andthen modulates the correction signal adaptively according to the local contrast information of video frames.A 2-D min/max nonlinear filter is employed to suppress overshoots around edges.The proposed algorithmis thoroughly confirmed by experiments and compared with other algorithms on images,which producessteeper edges and better visual quality while suppressing noise and artifacts.And the hardware architecturesuitable for FPGA implementation is optimized based on the property of the algorithm and proves tobe effective and efficient in many respects,such as resource consumption,performance and reconfigurability.The specific implementation details on both Xilinx and Altera FPGA devices are also described inthis paper.     

基于FPGA 的1553B 总线的接口设计

针对传统应用飞机内部时分指令/ 响应型多路串行数据总线(MIL-STD-1553B: Military Standard 1553 Bus)需要大量外围芯片的问题, 在研究MIL-STD-1553 总线协议的基础上, 实现一种以现场可编程逻辑器件(FPGA:Field Programmable Gate Array)为核心的1553B 接口模块。综合分析了FPGA 控制1553B 总线的原理和过程,
给出了FPGA 控制通用串行总线(USB: Universal Serial Bus)的实现方法。采用变压器耦合的方式, 通过HI-1567转换器, 将信号送入FPGA 中, 利用FPGA 内部丰富的逻辑资源完成对总线数据的采集、编解码以及与PC(Personal Computer)机的通信, 并将FPGA 接收到的数据信息显示在PC 机上。实验结果表明, 该设计方案完
成了总线数据的发送和接收, 实现了总线数据的正确传输, 不但减少了大量的外围电路, 而且提高了系统的可靠性和实时性。     

基于FPGA的基-16FFT模块的实现

阐述了采用Alter公司的StratixⅡ系列FPGA设计高速FFT处理器的实现方法及技巧;充分利用其芯片的硬件资源,减少复杂逻辑,采用流水方式对复数数据实现了FFT运算;整个设计采用流水与并行方式尽量避免“瓶颈”的出现,提高系统时钟频率,达到高速处理;实验表明,此处理器既有专用ASIC电路的快速性,又有DSP器件灵活性的特点,适合用于高速数字信号处理。     

5/3提升小波变换及逆变换的FPGA设计方法

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实现的快速小波变换硬件结构.采用基于Matlab的设计工具DSP Builder,在Altera FLEX10K20器件上实现5/3小波变换及逆变换的功能,并在Quartus软件下进行综合、仿真及下载.实验结果证明采用FPGA实现提升小波变换具有处理速度快、代码可移植性强的特点.