一种基于热分析的FPGA时序分析方法

FPGA的实际工作温度是决定FPGA时序分析可靠性的决定因素。为了克服FPGA结温难以获取的问题，充分保证FPGA时序分析的可靠性，文章提出了一种基于热分析的FPGA时序分析方法。该方法通过对整机设备内热环境分析和建模来获取FPGA的实际工作温度，在此基础上进行FPGA时序分析和温度余量分析，准确获取FPGA时序信息。该方法包含热分析和建模、FPGA时序温度参数获取、FPGA时序分析、温度余量调整等4个过程。文章还结合具体应用，对该方法进行了过程说明和应用结果分析。通过该文提出的基于热分析的FPGA时序分析方法，可以准确计算获取FPGA器件的实际结温，并在此基础上开展时序分析，从而有效保证了FPGA时序分析的准确性和可靠性。     

TDICCD时序设计在FPGA中的工程实现

文章结合TDICCD和FPGA器件特点,主要从设计目标分析,VHDL算法描述、综合、布线、仿真、代码优化、代码测试验证等几方面,阐述了TDICCD时序设计的全过程;利用同步设计的思想避免了竞争与冒险;利用RC延迟模块实现了时序的精确调整;利用模块化思想提高了代码的可重用性、可测试性、可读性。最终,实现了一个6MHz像元输出速率下能正常工作的TDICCD的成像系统。     

TDICCD时序设计在FPGA中的工程实现

文章结合TDICCD和FPGA器件特点，主要从设计目标分析，VHDL算法描述、综合、布线、仿真、代码优化、代码测试验证等几方面，阐述了TDICCD时序设计的全过程；利用同步设计的思想避免了竞争与冒险；利用RC延迟模块实现了时序的精确调整；利用模块化思想提高了代码的可重用性、可测试性、可读性。最终，实现了一个6MHz像元输出速率下能正常工作的TDICCD的成像系统。     

卫星设备单片机时序设计

主要介绍单片机访问外部程序存储器和外部数据存储器的时序要求,以及利用Pro-teus软件对单片机在访问外部存储器时的时序进行仿真,并且在实际的电路中对访问时序进行了测试,验证了时序设计的合理性。     

FPGA功能验证自动化技术研究与实践

深入分析了影响FPGA功能验证效率和质量的各项因素,改进了传统FPGA软件验证平台的搭建方法,阐述了FPGA软件自动化验证平台搭建技术、基于Perl语言的Testbench自动生成技术、受约束的随机激励生成技术、接口时序自动侦错技术、SVA断言以及基于VBA宏的管脚配置自动检查技术等6种改进策略。这些自动化技术将功能验证中程式化和标准化的工作交由工具完成,提高了验证平台搭建和仿真结果检查的效率。     

一种星载1553B总线远程终端设计

为了满足卫星有效载荷与卫星平台之间可靠的数据通信，实现卫星载荷单机的小型化，优化卫星载荷的性能，提高子系统的集成性，文章提出了利用FPGA，取代CPU、单片机和DSP，来控制1553B总线通信协议芯片JKR65170S6，以实现1553B总线远程终端的功能。采用芯片中16位缓冲零等待模式，设计了两种控制芯片的软件模式流程：中断模式和查询模式，给出了两种控制模式的状态转移图。完成了载荷单机和数管系统的数据通信，并对实现的1553B总线接口功能进行了测试验证。测试结果表明，1553B总线远程终端功能正常，性能良好，接口控制信号时序符合手册时序要求。用FPGA取代CPU、单片机和DSP等的控制，将载荷功能和接口通信集中在FPGA中实现，减小了卫星有效载荷的体积及功耗，增加了系统的可靠性。     

基于FPGA的收发共用天线体制时序的实现

介绍了一种基于FPGA的收发共用天线体制时序产生方法，给出了设计思路和仿真结果。该方法在电离层斜向返回探测系统IOBSS气中应用效果良好。     

基于FPGA的数据接口电路设计

鉴于FPGA设计数字电路的多种优势,针对星上相机输出数据格式和地面采集系统接收数据格式不一致性,改变传统的设计方式,进行了基于FPGA的数据接口电路设计。文章描述了电路设计的基本原理、实现方案、时序仿真,并对电路设计中遇到的关键问题的解决进行了阐述。其中实现方案包括FPGA外围电路硬件设计和FPGA芯片内软件时序设计。     

一种现场可编程门阵列门延时精确调整时序的方法

通过FPGA(现场可编程门阵列)时序模型分析得出FPGA门延时的方案,综合利用FPGA各种布局布线EDA工具,摸索出一套人工干预FPGA布局布线的方法,使FPGA门延时能够有效地用于时序调整,调整精度可达到纳秒级。该方法具有不增加任何额外器件,成本低、高效方便的特点。     

短帧长Turbo编译码的FPGA实现研究

对深空通信中短帧长信息的Turbo编译码FPGA实现进行了研究。设计了Turbo编译码方法,编码由两个分量编码器并行级联组成,选择递归系统卷积码,编码采用特殊行列交织器;译码由两个独立的软输入软输出译码器串行联级联组成,采用近似Log-Map算法。给出了Turbo编译码的现场可编程逻辑阵列(FPGA)实现,给出了Turbo编译码单元的接口和顶层接口时序,以及Map译码单元流程。仿真结果表明:对帧长小于500b、码率为1/2的Turbo编译码器的FPGA实现了编码数据实时输出,译码延时0.45ms,满足输入数据速率要求。实测结果验证了仿真结果与理论性能相符。     

ICD仿真测试系统在总线冗余控制系统中的应用

介绍了接口控制文档ICD设计思想及ICD仿真测试系统的组成特点,基于ICD搭建了某型号1553B总线冗余控制系统原理验证平台,详细说明了ICD仿真测试系统在总线冗余控制中的具体应用,并通过原理验证平台验证解决了多项关键技术。工程实践表明,ICD仿真测试系统能够高效、可靠的完成仿真测试功能,具有较大的推广应用价值。     

星载遥感CCD相机高性能时序发生器的研制

文章介绍了星载遥感CCD相机高性能时序发生器的研制过程。根据TDICCD驱动时序信号的特点,采用先进的EDA工具（包括Libero IDE、Synplify Pro、Modersim等）对时序发生器进行了设计、综合、仿真。研究了反熔丝现场门阵列（Field Programmable Gate Aarray,FPGA）器件自身结构的特点,在自动布局布线的基础上采用人工干预的方法对局部寄存器和逻辑门进行了合理布局布线,优化输出I/O时序,使得驱动CCD的水平转移信号之间偏斜最小,并精确调整了水平转移信号的相位关系,从而提高了CCD模拟信号的精度,使时序发生器达到最佳性能,同时缩短了研制周期、降低了成本。     

微光探测器时序设计研究

随着科学技术的不断发展,以EMCCD作为微光探测器的成像系统得到了广泛应用。微光相机成像系统中应用了某款EMCCD作为微光通道的探测器,文章结合这款探测器的结构特点,对EMCCD的时序设计进行研究。通过对微光相机成像系统的介绍,并比较不同EMCCD时序设计方案的基础上,提出了微光探测器的时序控制和高压信号控制等关键时序设计方案。通过设计、测试和验证,证明作为微光相机影响成像品质的重要因素,EMCCD时序设计逻辑正确,为成像系统的图像品质提供了基础保障。     

一种基于片同步技术的高速ADC与FPGA互连方法

针对多通道高速采样器AD9653的高速串行数据接口特点,利用Xilinx公司Kintex-7系列FPGA的片同步技术,设计实现了一种多通道高速ADC与FPGA之间的数据传输方法。介绍了高速ADC与FPGA互连的组成及工作原理,着重描述了基于片同步技术实现数据互连高速传输的方法,最后通过仿真与板级验证了接口工作的正确性。     

面向航天应用的高可靠性FPGA动态局部重构

在航天应用中,FPGA的单粒子翻转是影响航天器功能和寿命的重要因素,目前,部分航天产品使用定时重加载的方式避免单粒子效应的积累和影响,但是重加载的过程会导致全部FPGA逻辑中断,极大影响航天器功能的持续性。因此,文章提出了一种适用于航天的FPGA动态局部重配置系统,在阐述了FPGA动态局部重配置技术的原理和航天应用前景后,详细说明了其设计流程、硬件电路板架构和控制软件框图。通过板级试验验证了系统功能,采用示波器对结果进行了测试,证明该系统设计的高可靠性。FPGA动态局部重配置技术,既提高了FPGA的可靠性,又保证了FPGA部分关键功能的持续性。     

基于FPGA架构的高可靠在轨重构系统设计

航天设备与地面设备相比,制造成本高,对空间环境的适应性要求也高。为了延长航天器寿命,提高其在轨工作的可靠性,需要考虑航天器在空间环境下的可维护性需求。针对航天资产在轨软件实现功能维护的需求,研究空间环境应用背景下的高可靠在轨可重构技术。基于FPGA芯片在航天器领域中应用的广泛性、灵活性及可靠性,设计了一种FPGA架构下的高可靠在轨重构系统。该系统的优势在于充分利用星载设备中普遍使用的“SRAM型FPGA+反熔丝FPGA”的硬件架构,在实现SRAM型FPGA动态刷新功能的基础上仅通过软件更改来增加在轨重构功能,极大降低了硬件更改的成本,扩展了可重构功能的应用范围。在某航天器星载设备中应用该在轨重构系统,通过实际飞行经历,验证了该架构系统设计方案的可行性、可扩展性及可靠性。     

高速帧转移型面阵CCD器件的时序设计

介绍了512×512高速帧转移面阵CCD器件时序设计的方法。在分析器件结构和时序关系的’基础上,确定了时序设计的主要参数,并利用复杂可编程逻辑器件（CPLD）EPM7256AETC100—5实现了CCD器件工作所需的各种时序信号。通过时序仿真证明,设计方法正确可行,运行稳定。     

基于数据库和三维哈希表的运载火箭飞行时序自动判读技术

运载火箭每一次模拟飞行试验会产生大量的飞行时序,为了验证飞行过程的正确性,系统人员要花费大量的时间和精力进行判读,且由于受主观影响,判读的可靠性较低。本文以应用在某新型运载火箭控制系统中的飞行时序自动判读技术为背景,介绍了一种新颖的时序自动判读技术,该技术利用数据库和三维哈希表实现了时序的实时定位和全自动判读,不仅满足了时序在飞行过程中的实时自动判读需要,也为飞行结束后的分析提供了可靠的判读结论,减轻了时序判读人员的工作量,提高了箭上软件的可靠性。     

一种带上电时序控制及过脉宽保护功能的大功率调制电路研究

大功率脉冲调制电路根据雷达系统所需脉冲宽度及重频将连续电压信号调制为脉冲工作电压,可以改善GaN功率器件的效率与可靠性。为了提升调制发射脉冲信号的上升下降沿速度,提高大功率调制电路可靠性,提出一种新型带上电时序控制及过脉宽保护功能的大功率调制电路,该电路包括上电时序控制电路、过脉宽保护电路、大功率调制电路。通过对电路进行理论分析,给出详细参数并计算该电路参数,并对关键参数进行仿真及实测验证,该电路具有调制电压高,上升下降沿速度快等特点。经过测试验证,调制电压最高100V,调制频率最高可达500KHz,峰值工作电流超过20A,上升沿、下降沿小于30ns。具有广阔的应用前景。     

航电系统SCI环型互连的计算机仿真建模

研究可扩展一致性接口 SCI环型互连的计算机仿真问题。作为未来一代航电系统的首选技术 ,SCI互连系统性能的优劣直接影响到飞行器的质量 ,对其性能的评价因此显得尤为重要。文中按照计算机仿真建模的一般方法 ,从 SCI协议的基本原理出发 ,建立了接口和节点模型 ,解决了并发数据交互的仿真时序问题 ,给出了 SCI环型互连的系统仿真模型 ,并通过例子对仿真模型的有效性进行了验证