基于FPGA的异步FIFO设计与实现

随着现代数字电路系统密度和规模的不断扩大,一个系统中通常会包含多个时钟,因此不同时钟之间的数据传输成为亟待解决的问题.而一种可靠易行的解决方案就是异步FIFO.异步FIFO需要非常严格的多时钟技术,难以作出正确的设计合成和分析.本文提出了一种利用格雷码作为读写地址计数器的异步FIFO的设计方法,有效的避免了数据在不同时钟时间传输时遇到的亚稳态问题.并给出了综合仿真结果.     

一种1.8 V 10/100 Mb/s以太网物理层发送电路

根据IEEE 802.3协议的指标要求,设计了一种采用0.18μm 1.8 V CMOS工艺的10/100 Mb/s以太网物理层发送电路.电路的实质是一个分辨率为5 bit,采样速率为125 MHz,上升下降时间为4 ns的电流驱动型数模转换器.芯片面积0.865 mm2,100 Mb/s时功耗为83.37 mW,10 Mb/s时功耗为109.6 mW.     

任意深度的异步FIFO设计

异步FIFO用来存储、缓冲在两个异步时钟之间的数据传输．由于异步FIFO一般采用的是Gray码设计，这就要求所设计的FIFO深度是必须是2^n-1．在大多数情况下，实际需要的深度不会巧合是2^n-1，这样的设计要求增大了芯片面积和功耗．通过构造一种单步循环码实现了异步FIFO的设计思路，使它的设计深度不再拘泥于特定值，...     

基于FPGA的高速异步FIFO存储器设计

 介绍异步FIFO存储器应用及其结构,详细分析了异步FIFO的标志逻辑设计及亚稳态的消除,提出了一种基于FPGA芯片利用格雷码对地址编码解决异步读、写时钟问题的思路及方法,并给出了VHDL程序.该方法具有高速、可移植性强、工作效率高的特点,在数字系统设计中具有一定的意义和应用价值.     

协议分析仪2Mb/s高速信令处理模块

为了满足2 Mb/s高速信令的测试要求，开发了2 Mb/s高速信令协议分析仪信令处理模块。信令处理模块分为硬件系统和软件系统两部分。介绍了开发2 Mb/s高速信令协议分析仪的意义，使用2 Mb/s高速信令链路的优势，信令处理模块的设计原理和功能。介绍嵌入式处理器和实时操作系统的相关内容。     

34.368Mb/s数字电视编码设备的研制

本文讨论了34Mb/s数字电视编码压缩方案。文中提出了利用交叉亚取样、对角滤波、二维差分编码、运动检测及帧内和帧间内插等措施,将216Mb/s速率的彩色电视信号压缩到34Mb/s。     

宽带综合业务局域网原型设计与实现

研究了宽带综合业务数字网(BISDN)中传输方式——异步传输方式(ATM)的体系结构。根据 ATM 的传输特点,设计了按 ATM 传输的宽带综合业务局域网(BISLN)原型。在实验室中完成了 64 kb/s 的语音和 19.2 kb/s 的数据传输。采用电缆传输,总线的传输速度为1 Mb/s。这不仅对未来设计更加适用的 BISLN 有重要的参考价值。而且可以提供给小型的办公室和工业企业应用。     

嵌入式组合导航系统中高速通信链的实现

在基于DSP和FPGA的嵌入式组合导航系统中,为了满足系统的小型化、低功耗、低成本、高精度等要求, 使用一片FPGA芯片来完成系统各单元间的逻辑控制和多路异步串行口扩展,并且在其内部设计了串行口接收和发送双缓存FIFO。同时,为了减少系统完成数据输入输出任务时中断CPU的次数,在DSP内部RAM中设计了乒乓缓存器,并利用TMS320C6713的EDMA(Enhanced Direct Memory Access)功能完成FPGA内部FIFO和DSP内部RAM中乒乓缓冲器之间的数据传输。试验结果证明,此方法可以在没有CPU干预的情况下,使得多路异步串行口均能在11.52Kbit/s波特率下稳定地工作,有效提高该系统的实时性和可靠性,使得DSP更专注于导航计算。     

一种低功耗异步FIFO在ASIC中的设计

为解决PCI视频采集卡中跨时钟域数据准确传输的问题,提出一种低功耗的异步先进先出(First In First Out,FIFO)存储器模块的实现方案.为适应大量的视频数据猝发传输设计一种宽为36位、深为256的异步 FIFO,基于低功耗设计思想,使用格雷码地址编码以有效抑制亚稳态,增加了门控时钟电路.该模块已经过测试...     

新型紫外分光光度计的USB采集卡设计

为了解决传统分光光度计分析速度慢、体积大、成本高的问题,设计了一种基于USB接口的新型紫外分光光度计的数据采集卡.该采集卡采用带USB内核的芯片CY7C68013,集成了串行口引擎、从属FIFO等模块;以CPLD芯片ISPMATCH4064V作为时钟同步接口,产生CCD驱动时序,满足了数据采集的高频要求;ADC采用ADS803,具有12位精度与5 MHz的采样率.开发的软件主要包括固件下载驱动、封装好的上下层接口功能函数、CPLD固件.实验结果表明,该采集卡稳定可靠、接口函数简单通用,采集卡速率达到16 Mb/s.     

基于PCI总线的ARINC429总线接口卡设计

设计的PCI插卡,实现了基于微机PCI总线的ARINC429接口.该卡通过一片DSP实现了数据自主收发的管理能力,减轻了微机CPU的负载,节约了微机资源.通过该智能卡,微机可与使用ARINC429总线的机载电子设备建立连接,从而可使用微机在地面对机载电子设备进行自动测试.     

配合城市轨道交通的公交专用道的布设

为缓解当前城市的交通问题,我国提倡公共交通优先,同时应该增强公共交通一体化发展,以实现城市交通可持续发展。为了促进常规公交和轨道交通的衔接,本文提出了配合城市轨道交通的公交专用道的布设问题,并从候选线路集合和优选线路技术两部分出发进行分析。第一部分通过构建了包含公交网络与地铁网络的Space L加权网络模型,计算模型的统计特性指标用以分析现状公共交通网络,利用权重指标筛选出候选路段集合,用于公交专用道的布设。第二部分通过对公交专用道布设的条件以及原则进行分析,建立了配合轨道交通的公交专用道的布设流程,进而对候选线路进行优选,得到最终优化方案。最后,建立了天津市外环线以内区域的加权公交-地铁网络拓扑结构模型,并对公交专用道进行了具体布设。     

CAN总线系统中多播技术的实现

多播技术是控制CAN总线系统中节点同步工作的有效方法。详细介绍了CAN总线控 制器SJA1000在PeliCAN模式下验收过滤器的工作原理。设计了在同一CAN总线网络中实现 单播、组播和广播的方法。该方法具有单播帧和多播帧全部由总线控制器自动验收,无需软件 处理的优点,可以大大简化CAN总线节点的软件设计,增强应用系统的实时性能。     

基于特征选择的公交专用道设置方法

本文研究城市公交专用道的设置方法,以贵州省贵阳市城市道路为实验城市,融合了电警、卡口过车数据、公交车GPS数据、公交车线路数据、公交车站点分布数据、道路基础信息数据和电警、卡口地理信息数据。构建视频检测设备的网络拓扑结构,分析公交车和社会车辆速度的关系特征构建特征选择模型,判断出城市哪些路段需要设置公交专用道。然后设计模型优化算法进一步判断各路段适不适合设置公交专用道以及怎样设置的方法,最终研究出一套能够基于数据自动计算城市公交专用道设置方案的方法。     

管母线焊缝缺陷对发热损耗的影响研究

结合管母线电场和温度场数值计算方法,建立了存在气孔、未焊透、裂纹等焊缝缺陷的管母线温度场有限元计算模型。在综合考虑对流和辐射换热、电阻率温度效应以及热量沿管母线轴向的传输等影响因素的基础上,对存在焊缝缺陷的管母线温度场进行了计算分析,得出了管母线焊缝缺陷周围温度场的分布规律。通过与通流检测实验数据对比分析,得出了不同焊缝缺陷对管母线发热损耗的影响,为实际运行的管母线的焊接质量带电检测以及实时温度测量提供了参考依据。     

基于服务总线浮动车数据分布式并行处理算法

FCD（Floating Car Data,浮动车数据）是一种新型的交通信息检测技术,其核心是利用具有GPS/北斗定位和通讯功能的车辆（如城市出租车等）采集的位置、时间、速度等数据,并把这些数据与电子地图进行单点匹配,以及路径推测等,最后可直观描述道路的交通流状况。然而,海量浮动车数据处理存在性能方面的瓶颈,为此,本文针对大规模浮动车数据进行分布式并行处理等关键性算法研究,在单机多线程处理的基础上,通过服务总线,实现了FCD分布式并行处理系统及FCD实验平台,该平台不仅能够对处理任务按车辆分配,还能根据实际需要,按浮动车时间段进行分配,并且实现了计算单元的动态弹性扩展。通过北京市实际浮动车数据集和路网数据测试,实验结果表明,处理效率得到较大幅度提升,并且通过负载均衡优化,进一步降低处理时间,验证了该算法的有效性,更好地解决了大规模复杂空间数据运算的效率问题。     

故障分量虚拟电压差夹角余弦母线保护方法

针对母线比率差动保护在区内故障有汲出电流情况下,由于元件灵敏度下降导致保护整组动作速度减慢或拒动问题,采用故障分量虚拟电压差夹角余弦的母线保护新方法。该方法通过平移故障分量电压信号的位置,计算平移得到的两个故障分量虚拟电压差的夹角余弦来判别区内和区外故障。在区内故障时,故障分量虚拟电压差方向相反,夹角余弦值为负值;在区外故障时,故障分量虚拟电压差方向相同,夹角余弦值为正值。最后通过理论分析和PSCAD(power systems computer aided design)搭建拉西瓦水电站模型验证了新方法在母线内部故障有汲出电流时,其动作裕度至少为比率差动保护的5.97倍;通过平行四边形定则分析并仿真验证了新方法不受母线区内故障高阻抗接地影响;且方法具有较强的抗电流互感器饱和能力。     

常规公交系统公交信号优先控制算法研究

城市交通问题已日益受到人们的关注,大力发展公共交通是解决交通拥堵的有效方法之一。针对公交优先问题,建立了常规公交系统下的公交信号优先控制系统,提出了常规交通分别在单相以及多相下的公交信号优先控制算法,为城市交通公共交通信号控制系统的设计提供了理论依据。     

基于模型的城市公交车辆NOx排放研究进展

公交优先的理念及公交专用道等设施的发展对NOx等污染物的减排有重要意义,基于车辆、道路、交通等因素的仿真模型成为研究公交车辆污染排放的最有效工具。本文以城市公交车辆NOx排放为研究对象,围绕公交车辆、公交专用道、公交站台三个方面对当前研究领域应用的主要排放模型进行了整理,得出如下结论：当前仿真模型的发展要求需要适合本地区特点的微观模型和多种模型及算法的组合,使仿真过程和结果精准化；大量模型研究为揭示公交车辆单车排放特性提供了重要依据,耦合多要素的模型研究是当前仿真分析的主要方向；公交专用道的设置有利于改善公交车辆的工况并减少排放,相关模型的研究可进一步优化排放效益；扩散模型和微观模型等大量用于站台、道路等的优化设计,确保接送乘客的效率提高并减少NOx污染。     

基于USB的低成本429总线数据加载器的实现

本文基于ARINC429规范和USB报文协议,实现了429数据总线协议数据包与USB报文协议数据包之间的转换。根据429数据总线和USB接口之间的电器特性,提出了一种低成本的429数据总线和USB接口相互转换的硬件实现方法,采用USB总线同时完成对多路ARINC429总线设备的数据通信。方便了ARINC429总线设备与PC机之间的数据通信,有效地降低航空设备数据更新需要的成本。