星载AOS数据链路层的模块化设计与实现

对AOS(高级在轨系统)数据链路层协议进行分析,提出一种模块化的设计方案,采用包装模块、虚拟信道模块和主信道模块分别处理不同特点的数据业务。该方案可利用成熟CPU(中央处理器)结合专用功能芯片实现,其中专用功能芯片可转化为ASIC(专用集成电路)产品。基于DSP(数字信号处理)控制器和FPGA(现场可编程门阵列)设计了原型设备对方案进行验证。结果表明:数据链路层模块化设计方案可行且有效,能够充分利用物理信道资源,经过测试下传数据中空闲帧比例低于0.6%。最后对功能模块的ASIC转化方案进行了讨论。     

激光跟踪仪角度采集系统设计及误差修正研究

高精度的角度采集和测量是激光跟踪仪实现跟踪和精密测量的关键。针对激光跟踪仪中采用的圆光栅编码器,本文介绍了一种基于FPGA的数据采集系统的设计与实现方法。该采集系统分为滤波、计数、通信三大模块。数字滤波模块用于消除跟踪控制过程中跟踪头振动、抖动产生的信号干扰;计数模块实现方波脉冲的倍频、辨向及计数;通信模块实现跨时钟域的数据传输。系统通过Modelsim仿真及实验测试验证了方法的可行性与可靠性。采用谐波分析方法对角度误差进行了修正,测量误差由3.5″降低到1.5″。本文设计的角度采集系统及谐波分析误差修正方法具有一定的通用性,可广泛应用于相关领域。     

一种基于FPGA的简易逻辑分析仪

基于FPGA的逻辑分析仪是以可编程逻辑器件ACEX1K30TC144-3为控制核心，由输入电平调理模块、数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块、信号输出模块等组成。数据采集模块、数据处理模块和数据存储模块全部由可编程逻辑器件内部实现，其中数据存储模块有效地利用了FPGA内部的RAMIP核，提高了系统的工作速度及可靠性。系统的采样速率最高可达1MHz，存储深度为1k。系统的硬件电路精炼，稳定性好。逻辑分析仪输出到示波器上同时显示被测的8路信号，十分清晰、稳定。     

高速飞行姿态解算系统设计与实现

飞行事故分析需要完整记录飞机的飞行姿态,为此设计了一种基于FPGA的高速姿态解算系统,能够在线高速输出姿态信息,为飞行事故分析提供充足的参考数据。系统采用基于四元数的姿态算法,以克服欧拉法在90。具有奇异性的缺陷;用浮点数格式进行数据描述,并在FPGA内设计了浮点数四则运算硬件逻辑电路,以提高解算的精度;同时,在解算过程中充分发挥FPGA分布式、并行化的处理特点,通过并行流水设计及模块复用方法对系统的处理速度和资源消耗进行折中,使得系统在一块小规模FPGA芯片中达到0．38MHz的姿态输出频率。进行仿真数据测试及转台实验,对系统的解算精度及动静态性能进行了分析与评价。实验结果表明,系统性能良好,简单实用,具有较好的工程推广应用前景。     

基于FPGA的平台地面电路系统设计

本文围绕如何利用FPGA 技术实现平台地面电路系统功能这一主题进行了详细的系统设计、程序实现、程序仿真及结果分析。首先,依据平台系统的要求提出了基于FPGA的平台地面电路系统的总体设计方案。之后,按照接口电路的工作流程要求和状态控制要求,进行功能化模块设计和程序仿真。重点是按照地面控制回路电路的工作原理进行电路的连续系统设计、仿真、离散系统设计、仿真、分析、程序仿真及结果分析。最终,完成了FPGA的平台地面电路系统的设计。仿真的分析结果表明本设计控制流程正确,控制系统稳定可行,回路各项参数满足平台系统要求。     

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。     

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。     

基于SoPC的嵌入式系统设计技术

介绍了Xilinx公司Virtex- 4 FX系列FPGA的特点,分析了该FPGA内嵌的PowerPC405处理器的体系结构及CoreConnect总线的特点.通过多路传输数据总线接口的设计实例,阐述了基于SoPC(System on Programmable Chip)的嵌入式系统设计方法.     

一种新的捷联姿态矩阵理算法的应用研究

本文为改进捷联系统计算机解算的实时性，引入一种新的捷联姿态矩阵理算法。针对算法系统应用的要求，完成了系统力学编排，解决了仿真研究方法、仿真轨迹和迭代频率的选择等问题，采用Ｃ语言和Ｉｎｔｅｌ８０２８６计算机进行系统仿真和软件模块测试，对新算法和常用的四阶龙格一库塔法的运算量和系统精度进行了可信比较，结果表明，新算法的计算量减少一半，而精度不变。本文的工作为改进捷联系统算法提供了参考依据。     

非航电系统仿真设备的设计研究

以非航电系统监控处理机(NAMP)系统的仿真设备——非航电系统综合模拟器(NASI)的设计为例，对如何实现非航电系统仿真设备的设计进行了较深入的研究和分析。根据动态仿真这一全新的仿真设计理念。总结给出了一些可供借鉴的设计思路和设计方法。     

一种加速度计小型化V/F电路设计

本文提出了一种惯导系统中加速度计信息采集的V/F方案,其将加速度计输出的电流信号通过采样电阻转化成电压信号,再由高精度V/F芯片进行电压信号到频率信号的转换,然后通过FPGA计数、同步、补偿并最终输出.整个方案的实现过程简单,电路体积小,成本低,非常适用于导弹及鱼雷等捷联惯导系统应用领域.实验证明,该方法提高了加速度计...     

有源对消隐身系统设计研究

针对有源对消隐身要求的系统延时短、反应速度快、信号参数测量和对消波幅相控制精度高的特点,设计了一个基于相控阵技术、数字射频存储器(DRFM)和现场可编程门阵列(FPGA)的有源对消系统。为了解决目标雷达散射截面计算量太大、不能有流水线延迟和难以实现实时计算等问题,采用离线计算的方法,预先建立目标的全向雷达散射截面(RCS)数据库、杂波数据库和噪声数据库,由FPGA根据测得的雷达信号参数在数据库中查找到相应的目标回波数据,实时调整对消波的幅度和相位,使对方的雷达接收机始终处于合成方向图的零点。最后通过仿真计算验证了该设计方案的有效性。     

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。     

基于同步双口SRAM的原子磁强计磁共振相位提取系统设计

针对原子磁强计磁共振激励信号相位提取过程中,数据量大、实时性强、同步要求高等特点,设计了一种基于同步双口SRAM的磁共振相位信息提取系统。首先利用FPGA控制高速同步采样AD进行数据转换;然后经同步双口SRAM实现数据的高速缓存和同步读写;最后由DSP经外部中断触发定时读取缓存的数据,并进行数字锁相处理,提取相位信息。实验结果表明:该系统对频率为35~350kHz之间的正弦信号相位提取稳定度达到0.006°,满足原子磁强计静态噪声小于20pT的应用要求。     

一种主字母体制安控指令检测采样优化方法

针对工程实现中主字母体制安控系统的指令实时检测性能受采样方案影响较大的问题,通过对单音信号频率、检测采样频率和采样点数的合理选择,提出了一种指令检测的采样优化实现方案。仿真实验结果表明,通过对采样方案的优化,在固定多普勒频偏和可变多普勒频偏情况下,可以最低采样点数实现指令可靠检测,便于利用FPGA实现实时处理。     

基于FPGA的BOC(1,1)信号捕获技术

BOC调制是新一代卫星导航系统中广泛采用的调制方式,在时域上具有多峰值特性,副峰的存在增加了捕获的难度。采用自相关副峰消除技术(ASPeCT)在原有的BOC码相关支路的基础上增加一条伪码相关支路,可以有效削弱码相位检测函数的副峰,避免误捕获,是一种性能良好的BOC信号捕获技术。提出一种采用二维并行快速搜索的在FPGA芯片中实现ASPeCT捕获技术的方案,可以显著缩短捕获时间。在理论分析和仿真验证的基础上,采用Verilog硬件描述语言在接收机FPGA+DSP平台上编程实现,在露天测试中,成功捕获到Galileo E1B卫星导航信号,并对ChipScope采集的数字中频信号的多普勒频率和码相位静态捕获结果进行验证,与同一段信号的Matlab仿真结果一致,证明所提出的技术方案正确合理可行。     

基于DSP+FPGA的数字视频信号处理系统

研制了一种基于FPGA DSP的数字视频信号处理系统,详细分析了系统中视频信号的转换(SAA7113)、视频信号的处理(FPGA DSP)以及与PC机通信(FPGA与USB接口)的工作原理和流程。系统采用模块化设计,计算效率高,工作稳定可靠。     

一种基于FPGA的雷达导航系统数据高效管理与检索方法

传统导航雷达信号采集回放系统中,文件系统构建和管理常基于操作系统,不能满足高带宽数据的实时存储与回放.针对此问题,提出了一种基于FP GA的两级文件管理与检索方法,第一级根据文件信息粗略地定位到文件,第二级根据B码时间等信息定位到具体数据包.利用FP GA的并行处理特性完成信息系统建立、文件系统建立和数据检索,实现了高速海量数据的高效管理与检索.与传统数据管理方式相比,本文所述的数据管理与检索方式占用存储空间小,逻辑简单,易于硬件实现.     

基于FPGA＋DSP＋DDS芯片的雷达信号发生器设计

现代高科技战争对雷达系统设备的功能与性能提出了越来越高的要求，信号发生器作为雷达系统的重要组成部分也面临着更高的挑战，尤其是在体积、重量、功耗以及性能等方面要求越来越严格。分析了目前信号发生器的设计方法及其优缺点，并提出了一种基于FPGA＋DSP＋DDS芯片的雷达信号发生器设计方法，信号发生器具有频率分辨率高、噪声低、体积小、功耗低和控制简单等特点，且在某型产品中成功应用。