基于FPGA的动态可重配置方法研究

对FPGA应用的研究发现,随着FPGA门电路总数的增加,其内部布线的数目和复杂度随之增加,但是随着系统规模的增大,单芯片资源的利用率反而下降。在这种背景下,人们开始把注意力转移到FPGA逻辑资源的时分复用上来,对FPGA的逻辑资源进行动态重配置,以提高FPGA芯片的利用率。在对重配置技术的基本概念以及特征分类进行概要介绍的基础上,较为详细地介绍了四种基于FPGA的动态重配置方法,并针对重配置关键技术和发展趋势进行了探讨。     

基于FPGA的雷达信号模拟、采集与处理系统

介绍了基于FPGA设计并实现了一种雷达信号模拟、采集与处理的系统。系统主要由计算机和带有双路高速A/D和双路高速D/A的信号处理卡组成。信号处理卡以FPGA为核心控制与处理芯片,主要完成雷达信号模拟、雷达信号处理和雷达信号采集等功能,与计算机通讯使用USB2.0接口,采用数据抽取、坐标查表映射和DirectDraw等技术在计算机显示器上以P显和A显方式进行实时显示。该系统提供在线配置功能,用户可通过USB接口对FPGA程序进行配置或升级,无须专用配置芯片,简化了电路板设计,提高了系统的灵活性。     

基于FPGA的卫星遥测遥控通道设计与实现

为解决卫星电子系统小型化的问题,本研究介绍了一种应用于卫星遥测遥控通道的FPGA设计和实现.与传统设计采用LSI、MSI电路比较,新的设计借助FPGA的大容量、低功耗、高速度等特性,使用了多冗余、纠检错等方法,实现了适应性更强、可灵活配置的更健壮的遥测遥控子系统,并得到试验验证.说明通过电子集成技术应用,系统的性能大为提高,特别在体积、重量、功耗、可靠性、空间适应性等方面有显著的优势.研究表明了FPGA应用于星载计算机,具有现实意义.     

基于混合平台的深空通信遥测接收机架构设计

针对目前深空通信遥测信号接收机硬件实现存在的重配置及扩展灵活性较差的问题,提出了一种符合CCSDS(空间数据系统咨询委员会)标准基于混合平台的接收机架构设计。本设计充分利用了GPU(图形处理器)平台片上存储资源的低访问延迟特性、流多处理器的高速并行处理特性以及CUDA(统一计算架构)软件开发的配置灵活性,对接收过程中的帧同步和信道译码进行了高速实现。同时采用FPGA(现场可编程门阵列)对接收数据进行解调处理,通过CPU(中央处理器)对接收机内部数据流传输进行控制,实现了可重配置的混合平台接收机架构。实验结果表明本接收机架构在采用CCSDS标准的LDPC(低密度奇偶校验)编码时能够灵活切换多种码长码率模式,译码后数据吞吐率能够达到10 Mbit/s以上。     

一种TPC编译码器的FPGA设计实现

简要介绍了Turbo乘积码的编译码原理,提出了一种基于AHA4540和FPGA的TPC编译码器设计方案.重点给出了TPC编码器的FPGA编程设计的思想以及AHA4540内部寄存器的配置设计,并对所设计配置后的编译码器进行了仿真验证.结果表明,该设计系统具有良好的性能.     

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。     

基于软件无线电的机会信号实时盲分离系统

在复杂的电磁环境中,往往存在多种频率交叠的机会信号,为利用机会信号进行定位增加了难度。针对这个问题,提出了一种基于软件无线电的机会信号实时盲分离系统。系统的硬件部分是在FPGA中实现等变自适应盲分离算法的,实现了AD采集后的复数域混合信号的分离。分离后的信号通过USB3.0数据线上传到上位机中进行存储、识别和实时显示。算法的FPGA实现采用流水线架构和浮点运算设计来提高信号的实时处理能力和数据计算精度。实测结果表明,该系统能够实时分离多路复数域混合机会信号。     

基于FPGA的FQPSK调制的设计与实现

FQPSK是一种具有高频谱效率和高功率效率的调制方式。本文主要研究了FQPSK的调制解调原理,并在软件无线电架构的思想上,使用Verilog HDL语言进行了各个模块的设计,提出一种基于FPGA的FQPSK调制解调实现方案,给出实现的模块框图、硬件仿真结果与测试波形,其结论与计算机仿真结果相符,同时也验证了FQPSK的频谱优越性。这种FPGA实现方案具有高度集成、配置灵活等特点。     

多源冗余容错导航计算系统的设计与实现

常规无人机在余度配置传感器的信号处理、余度管理、故障检测与隔离等环节占用飞控计算机过多运算资源,增加了飞控计算机的整体负荷,致使全系统可靠性降低;与此同时,传统的传感器余度配置方案和导航计算机余度设计在工程中存在方案不完备和实时性较差等局限性。鉴于此,提出一种多源冗余容错导航计算系统的解决方案,给出系统的软硬件设计方法,并基于非相似余度技术设计多源冗余传感器硬件和软件滤波算法,采用双CPU+FPGA的架构设计多源冗余容错导航计算机硬件平台以及模块化软件架构,实现了系统的软硬件的开发。经过实际测试和试验,验证了系统具有通信速率快、可靠性高和稳定性好等特点,满足了高可靠性飞控系统对新型组合惯导的需求。     

FPGA在导航设备自动检测系统中的应用

对导航设备的自动检测,提高检测、维修技术的精度和质量是实现飞机现代化维修手段的发展方向.本文根据导航设备自动检测系统的功能要求,提出用FPGA实现检测功能模块的设计,并应用FPGA实现了导航设备自动检测系统的通信连接.