基于SoPC的大容量存储控制器的设计与实现

电子技术的飞速发展要求嵌入式存储设备具有更低的功耗、更小的体积以及更大的存储容量,同时,以FPGA作为物理载体进行芯片设计的可编程片上系统(SoPC)技术将处理器、内存控制器、I/O接口控制器等系统设计需要的功能模块集成到一个芯片上实现,具有集成度高、功耗小、可靠性高等优点。在对SoPC系统以及大容量存储控制器进行研究的基础上,较为详细地介绍了一个基于SoPC系统的大容量存储控制器的设计与实现,阐述了流水线技术以ECC纠错技术的具体实现方案,并对方案的可行性进行了分析,设计功能得到了仿真验证。     

捷联惯性导航计算机小型化设计

为满足捷联惯性导航计算机的小型化和实时性要求,本文设计了一种使用基于SoC技术设计的A2F500芯片为硬件平台的实现方案。新型的导航计算机与传统的以DSP+FPGA为架构的导航计算机相比,有效地减小了体积,降低了功耗和成本,提高了系统的可靠性,达到了预期的目标,对导航计算机的进一步小型化具有重要意义。     

基于FPGA的电动舵机控制器设计

针对传统的电动舵机控制器控制周期长的问题,提出了一种基于FPGA的电动舵机控制器设计方案.在完成硬件设计的基础上,通过建立高速浮点运算模块,解决了FPGA无法直接进行浮点运算的问题,从而实现了不完全微分PID控制,并给出了具体的控制周期和控制延迟.与传统的基于DSP的电动舵机控制器进行对比试验,试验结果表明,所提控制器设计方案能够有效缩短控制周期,提高控制效率,优化控制效果.     

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。     

面向电子控制器测试的JTAG控制器IP软核设计

基于可编程门阵列(FPGA)设计JTAG(joint test action group)控制器知识产权(IP)软核,可以实现在线测试.通过分析测试访问端口(TAP)控制器状态机及边界扫描专用控制器芯片原理,针对发动机控制器中常用的数字信号处理器(DSP)芯片,设计了JTAG控制器IP软核以及基于该IP软核的边界扫描测...     

基于FPGA和DSP的高性能伺服控制器设计

针对高性能伺服控制器对复杂的控制算法以及较小延时的需求,研究了一种基于FPGA和DSP的高性能伺服控制器设计方法。FPGA完成电流环、坐标变换、空间脉宽矢量调制、电流位置读取,DSP则负责速度环、位置环和上位机通信,使系统既能实现复杂的控制算法,又能将延时控制到最小,从而保证控制器的最佳性能。此外,详细介绍了两者之间的通信方式以及三环控制器设计。试验数据结果表明,伺服控制器速度环带宽能达到100 Hz,额定转速下稳速精度在1 r/min以内,定位精度能达到0.02°,证实了该控制器结构的实效性。     

结合Kalman滤波的改进MOSSE跟踪算法设计

机载目标跟踪系统具有广泛的应用前景,随着技术的发展,在实际应用中机载目标跟踪系统对体积、实时性、功耗等方面的要求逐渐提高。因此针对上述需求,提出了一种基于FPGA的实时目标跟踪系统。系统采用误差最小平方和滤波器(Minimum Output Sum of Squared Error Filter, MOSSE)跟踪算法,同时针对机载目标运动轨迹相对平稳的特点,采用Kalman滤波算法改进MOSSE跟踪算法。实验结果表明,改进后的算法具有更高的稳定性。在FPGA测试中,改进后的算法BRAM＿18K消耗降低了20.33%,DSP48E消耗降低了8.09%,运行速度能够保持在200fps。     

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.     

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。     

一种基于两级判别逻辑的小型化冲击区域监测系统

对复合材料结构的冲击事件进行机载在线监测具有迫切的应用需求。面向机载研制了一种基于两级判别逻辑的小型化冲击区域监测系统。首先,提出了一种基于两级判别逻辑的冲击区域定位算法,能够在大规模可编程逻辑门阵列(FPGA)中实现基于冲击数字序列的冲击事件在线记录,并提高了冲击区域定位的准确性。其次,研制了小型化冲击区域监测系统,采用无源滤波器和比较器,将压电传感器输出的冲击响应信号直接转换为冲击数字序列,采用FPGA替代数字电路并实现冲击监测,简化了常规冲击监测系统的电路,降低了系统的尺寸和功耗。系统具有体积小、重量轻、功耗低以及支持传感器数目多的特点。验证结果表明:该系统能够正确响应每次冲击事件并能准确定位冲击发生的区域。