高速SpaceWire协议IP的可靠性增强方法

针对航天高速SpaceWire总线系统对协议IP的高可靠性要求,提出一种用于静态随机访问存储器(SRAM)型现场可编辑逻辑门阵列(FPGA)的增强三模冗余(TMR)方法。该方法对传统三模冗余和部分三模冗余做了改进,将需要进行三模冗余的原设计分为一般单元集和可靠性薄弱的关键单元集,对一般单元集中的每个单元做三模冗余,对关键单元集中的每个单元做顺序四模冗余。给出了顺序四模冗余的可靠度计算式和表决器的布尔表达式。建立了系统可靠性的马尔科夫模型并基于模型开展了可靠性仿真。仿真结果表明增强三模冗余系统的可靠性不仅明显优于传统三模冗余系统,而且优于部分三模冗余系统,使系统可靠性得到有效提高。     

高精度微弱磁场信号采集系统的设计与实现

微弱磁场测量是研究物质特性和探索未知世界的重要手段之一。实现高精度的微弱磁场信号测量需要设计高精度的信号采集系统,而以模拟量输出的磁强计通常需要数字采集系统进行模/数转换。为此,文章设计开发基于Σ-Δ型模/数转换器(ADC)的高精度微弱磁场信号采集系统,包括系统硬件电路设计和系统核心控制器FPGA的功能设计,实现了FPGA对ADC的读写控制,以及ADC输出数据的接收和发送等。性能测试结果表明,该系统的有效采样位数可接近理论值(21位),输出噪声RMS值为1.9μV,磁场测量精度满足0.1 nT要求。     

基于低比特量化神经网络的红外目标识别方法及其FPGA实现

红外目标识别系统成为航空航天、无人驾驶等军事和民用领域中一项至关重要的技术。红外目标识别算法是红外目标检测识别系统中的核心之一。传统红外目标识别技术往往依赖人为的特征选择,无法对复杂困难的红外目标实现高效、准确的识别。本文提出了训练中反量化与通道级量化相结合的量化策略,有效减小量化误差对网络模型性能的影响。实验结果表明:本文提出的低比特量化算法在红外数据集上有着优异的表现。在硬件部署方面,本文提出了更加高效的卷积计算单元,提高了硬件资源的利用率,同时也达到了更高的峰值性能。最终,在PYNQ-Z2嵌入式现场可编程门阵列(FPGA)上进行验证,系统在150 MHz的时钟频率下达到了90.6 GOP/s的峰值吞吐率,其功耗为2.5 W。     

Xilinx SRAM型FPGA抗辐射设计技术研究

针对Xilinx SRAM型FPGA在空间应用中的可行性，分析了Xilinx SRAM型FPGA的结构，以及空间辐射效应对这种结构FPGA的影响，指出SRAM型的FPGA随着工艺水平的提高、器件规模的增大和核电压的降低，抗总剂量效应不断提高，抵抗单粒子效应，尤其是单粒子翻转和单粒子瞬态脉冲的能力降低。分析了FPGA综合后常见的Half-latch在辐射环境中的影响并结合实际工程实践给出了解决上述问题的一些有用办法和注意事项，如，冗余设计、同步设计、算术逻辑运算结果校验、白检等。最后还提出一种基于COTS器件的“由顶到底”的星载信号处理平台结构，分析了这种结构在抵抗辐射效应时的优势。有关FPGA抗辐射的可靠性设计方法已经在某卫星通信载道中成功应用，并通过了各种卫星环境试验，该技术可以为有关航天电子设备设计提供参考。     

遥测数据处理系统码同步器的仿真及PLD实现

介绍了简易遥测站重要组成部分 PC机遥测数据处理系统 ,阐述了利用高密度、高速度的在系统可编程器件 isp L SI及其仿真软件 SYNARIO设计系统中码同步器的方法和成效     

FPGA在超周期延时电路中的应用

一般电路的暂态输出时间相对不是很长 ,而且电路的输入触发信号时间应小于输出时间的长度 ,这种电路设计思想有时满足不了某些场合的实际工程需要。为此 ,本文结合工程实际需要给出了利用FPGA设计超周期延时功能模块 ,该模块能准确的进行时序控制 ,可以不修改硬件满足时序要求。     

一种SRAM-FPGA在轨重构的工程实现方案

针对航天器电子系统在实际工程中要解决的星载资源受限、长寿命、高可靠等特殊问题,文章提出了一种基于静态随机存取存储器型现场可编程门阵列(SRAM-FPGA)在轨重构的方法及工程实施方案,对如何保证数据可靠传输与可靠存储等关键问题进行了讨论,并且给出了在某卫星工程中的具体设计方案和在轨验证情况。结果表明,采取的重构设计圆满完成了目标FPGA的功能升级以及在轨实时刷新,工作稳定正常,可以为其他航天器电子系统设计提供参考。     

ispPACTM在线可编程模拟电路设计

阐述了ispPACTM在线可编程的功能和特点,介绍了内电路的两种不同的设计方法和如何实现低通滤波器、带通滤波器,并详细给出低通滤波器的实例,分析并说明其设计过程和实测的结果.     

基于CPLD／FPGA的航空逆变电源控制电路

随着电子技术的不断发展与进步，电子系统的设计方法发生了巨大的变化，EDA技术的芯片设计正在成为电子系统设计的主流，逐步替代了传统的设计方法，大规模可编程器件CPLD／FPGA是当今应用最为广泛的可编程专用集成电路，本文将介绍其在航空逆变电源控制电路上的应用，说明了它具有缩短开发周期，降低成本，提高系统可靠性等优点，这项新的EDA技术对促进航空事业的快速发展有着积极的意义。     

军用装备大规模可编程逻辑器件设计计价方法

大规模逻辑编程器件已在军用装备中得到了广泛应用,但目前为止国家还没有相关文件和标准明确其价格评估.长此以往对军用装备的质量必将产生一些不利影响.同时,缺乏科学成本预测工具和价格审核手段的现状,对装备经费资源也会造成很大浪费.根据实际工作经验,分析了影响大规模逻辑编程器件设计价格的主要因素和注意事项,提出了一套大规模逻辑编程的新评估计价方法.