基于FPGA的可重新配置片上导航计算机设计

采用Virtex-4 FPGA芯片设计了片上组合导航计算机系统.该导航计算机使用FPGA内嵌的PowerPC硬核处理器进行导航运算,在FPGA逻辑中集成IP核来实现控制、接口通信和部分运算的硬件加速,提高了系统集成度.此外,该系统还可以通过硬件编程对FPGA逻辑进行重新配置,使该导航计算机在不同应用场合满足对接口、功能的要求.     

飞机座舱液晶显示系统设计

分析了飞机座舱综合液晶显示系统的特点,采用数字信号处理器ADSP21060搭配FPGA设计了座舱图形液晶显示系统,并已成功应用于实际系统,具有高效、通用、灵活的特点。     

三轴一体光纤陀螺定位定向系统的导航计算机设计

针对三轴一体光纤陀螺定位定向系统的设计要求,提出了基于DSP和FPGA导航计算机设计方案。主要从硬件设计和软件设计对导航计算机进行了介绍,硬件设计主要讲述导航计算机的设计原理以及DSP和FPGA芯片的选型;软件设计主要阐述了FPGA和DSP各自完成的功能,并对FPGA数据采集及处理以及导航计算机与控制显示器之间的通信进行了说明。经过系统的静态寻北试验及跑车试验验证,设计的导航计算机可满足系统的各项要求。     

以嵌入式CPU和FPGA为基础的嵌入式系统架构

介绍了以嵌入式CPU和FPGA为基础构建的嵌入式控制系统,以此为基础,总结出一种面向嵌入式高端应用的通用架构.通过分析Vxworks操作系统及应用软件在该嵌入式系统中的作用,讨论了如何划分嵌入式系统的软硬件功能.     

数控系统内置式PLC的FPGA实现方法

提出了一种用FPGA实现数控系统内置式PLC的方法.通过在FPGA内部实现PLC逻辑,并提供能够编译PLC指令的编译器,实现了数控系统对通用PLC编程语言的支持.所述方法在基于ARM FPGA的数控系统上得到了实现.     

基于FPGA内置RAM的抗辐射有限状态机设计

在现代卫星设计中广泛使用的可重构现场可编程门阵列(FPGA),在空间高能粒子的影响下很容易产生单粒子翻转(SEU),从而功能紊乱甚至失效。在面向航天应用的FPGA设计中,必须采用容错设计技术来弥补器件本身抗辐射能力的不足。本文首先分析了有限状态机(FSM)的内部结构,并指出由于自身电路结构的特点,传统的FPGA容错设计方法应用于FSM时有一定的局限性。然后,针对基于FPGA的FSM容错设计技术进行了研究,根据现代FPGA的结构特点,提出了一种基于FPGA内置双端口随机存取存储器(RAM)、具有周期校验功能的FSM设计方案。经过可靠性分析和实验可以看出,与采用传统容错设计方法的FSM相比,采用本文方案构建的FSM在太空辐射环境下具有更高的长期可靠性、更小的FPGA资源占用量和更低的功耗。     

FPGA在高性能数据采集系统中的应用

设计了以FPGA(现场可编程门阵列)为核心逻辑控制模块的高性能数据采集系统，该系统除了可完成24路最大采样频率为100kHz(精度16位)的模拟信号采集和8路宽范围频率信号采集，还具有较强的数字信号处理能力和一定的容错、自检功能。FPGA模块采用VHDL语言设计，在MAX PLUSII集成环境中进行软件设计和系统仿真，本文给出了FPGA主要功能模块的仿真图形。     

基于FPGA的雷达信号模拟

结合 FPGA 嵌入式系统高并行度和控制简单的特点,采用基于可编程逻辑门阵列(FPGA)的直接数字合成(DDS)技术编程实现了雷达信号的模拟,并以雷达线性调频脉冲信号和雷达视频信号的模拟为例,分析了该方法实现雷达信号模拟的原理及具体过程.最后,给出了雷达信号模拟的部分实验结果,并与 DDS 专用芯片的方法进行了详细的比较     

基于FPGA的高速串行传输接口研究与实现

介绍了FPGA最新一代器件Virtex-5上的高速串行收发器RocketIO.基于ML505开发平台构建了一个高速串行数据传输系统,重点说明了该系统采用RocketIO实现1.25Gbps高速串行传输的设计方案.实现并验证了采用FPGA完成千兆串行传输的功能目标,为后续采用FPGA实现各种高速协议奠定了良好的基础.     

基于FPGA的IP over CCSDS设计与实现

首先介绍了TCP/IP(传输控制协议/网际协议)技术和CCSDS(空间数据系统咨询委员会)建议的应用背景,从天地网络一体化和未来空间站与地面交互式通信系统需求的角度出发,提出了一种基于FPGA(现场可编程门阵列)的IP over CCSDS处理方法。详细描述了IP over CCSDS软件的实现方案和技术特点,并对其进行了测试和结果分析。     

微小型转台控制器的SOPC实现

微小型转台控制器通常利用嵌入式系统,尽可能减小控制系统的体积。SOPC技术的不断发展,实现了在FPGA芯片嵌入内核处理器,将其作为控制器具有很大优势。使用Altera公司的FPGA作为控制器开发平台,完成了控制器硬件开发,并且利用Nios II作为嵌入式内核,开发了基于Avalon总线的IP核。开发的控制器应用到微小型转台控制中,提高了控制器的集成度。     

基于ETX模块的机载数据处理模块的设计

针对目前嵌入式系统通常采用基于芯片的设计模式,给出了一种基于模块的嵌入式设计方案。在使用ETX模块基础上,通过FPGA将PCI总线转换成LBE和IDE总线,对ETX模块的功能进行了扩展。在短时间内设计出符合要求的产品,集成度高,实现了小型化设计。验证表明设计方案合理可行,在提升系统性能的同时,具有可靠性高,配置灵活,通用性强等特点。     

基于FPGA和VHDL的嵌入式存储器控制器设计

主要研究一种新型嵌入式对存储器的控制方法,不同于以往采用专用控制器来进行控制,而是基于可编程逻辑器件(FPGA)的手段来实现对存储器的控制.可以解决传统方法低灵活性、不可擦写的瓶颈问题.采用VHDL语言实现控制逻辑,由FPGA向存储器发送读写信号,实现对存储器的读写操作.同时,在Xilinx开发环境进行综合,编写测试码进行仿真,通过仿真结果表明方法实现存储器正常工作所需要的读写时序,证明其正确性.     

片上总线型PowerPC系统控制器的FPGA设计

介绍了PowerPC系统控制器两种结构中IP互连和复用的优缺点,分析了片上总线型系统控制器的各子模块结构,采用硬件描述语言（HDL）描述该控制器功能,并采用Modelsim进行仿真,最后进行了FPGA原型验证。验证结果表明,采用片上总线结构的系统控制器不仅能实现预期功能,还解决了IP互连问题,提高了IP的可复用性。     

基于PCI Express总线的接口模块设计与实现

为满足高度综合化发展对嵌入式处理系统交联信号的多样性要求,提出了一种基于PCI Express总线架构的多功能接口模块的设计实现方案。采用一片FPGA作为逻辑设计芯片,实现了包括FC、RS422、ARINC429、USB、IDE等多种接口,满足了综合化发展对模块功能、功耗和重量等要求,可通用于各类综合处理系统接口设计中。     

基于FPGA的边界扫描测试系统的研究

介绍了基于FPGA的边界扫描测试系统的系统组成,工作原理,以及设计方案。描述了嵌入式测试系统的软硬件设计。文章给出了系统的程序流程和数据结构。     

ARINC429通信方式的研究与实现

介绍了AR INC429总线规范,研究了基于分立元器件、HS3282/3182、DEI1016和FPGA的通信模块实现方式。对实现方式进行了比较,指出了最优实现方式,在此基础上,提出了一种基于FP-GA和双口的AR INC429总线通信模块设计方案,并对其中需要解决的关键问题给出了相应的解决方法。     

ARINC429总线接口设计与实现

ARINC429总线在航空电子系统领域被广泛的应用。本文分析了ARINC429总线的工作原理,根据其数据格式、接口电平要求,给出了由FPGA设计实现ARINC429总线的基本原理,并通过VHDL语言编程,实现了ARINC429总线协议部分,实现了接收和发送功能。采用FPGA器件设计集成ARINC429总线协议的通信芯片,可以有效地提高数据通信模块的处理能力和集成度。通过实际与通用型ARINC429总线芯片的通讯,验证了方案的正确性。     

一种基于IP内核的PCI总线接口设计方法研究

PCI总线是数据处理器访问和管理系统资源核心部件,为处理器提供数据采集、信息访问和资源管理的有效途径.针对PCI总线协议的复杂性、以及PCI总线管理的需求,采用PCI Core内核技术,使用FPCA进行64位、66M的PCI总线接口设计,将可重用PCI Core和PCI用户应用设计集成在一个FPGA芯片中,实现PCI总线的管理,并通过对顶层文件的仿真,检测设计功能的正确性.该方法降低了设备的成本,缩短开发周期,给用户设计提供了很大的灵活性.仿真结果表明,PCICore和用户应用设计功能正确,能够满足设计要求.     

基于FPGA的PC104总线接口电路设计

在机载产品小型化研发中,简化硬件电路设计从而缩小PCB板尺寸是一个设计重点。本文针对采用PC104构建计算机系统的机载产品,提出了采用FPGA代替专用芯片进行总线接口电路设计的方法;重点介绍了通过软件设计由FPGA来实现PC104总线数据传输控制;通过试验验证了这一方法的可行性。