在数字电路验证中使用模型检验

形式化方法作为仿真方法的补充,为电路功能验证提供了新的途径.介绍了形式化验证方法之一,模型检验的理论基础和实现方法.介绍了分支时态逻辑CTL、CTL的固定点算法,二元决策图BDD,以及符号模型检验方法.最后使用SMV工具在一个CISC处理器的存储管理单元(MMU)上应用了模型检验,验证了模型检验在模块级验证中的可行性.     

基于高性能DSP的小型组合导航系统设计与实现

提出了一种利用微小型惯性测量单元(MIMU)、全球定位系统(GPS)以及三轴磁强计(TAM)所构成的小型组合导航系统设计方案.分别介绍了导航传感器的选择及系统的结构.设计了以TI高性能浮点DSP处理器为核心的导航计算机,完成数据采集和导航解算等功能,并根据导航系统误差模型融合各传感器信息,实现了基于Kalman滤波器的组合导航算法.通过原理样机的实测数据验证了方案的可行性.     

脉冲神经元的NiosⅡ多核实现方法研究

选定Izhikevich脉冲神经元模型作为计算单元,讨论了4种NiosⅡ处理器的通信方法.针对Izhikevich神经元的特点,经过实验比较,采用其中2种NiosⅡ多核通信技术相结合的方式实现脉冲神经元并行计算结构.该结构能很好地实现Izhikevich神经元的功能,并且能充分体现脉冲神经网络并行计算的特点.     

现场温湿度数据采集系统设计

基于ARM设计了一种现场温湿度数据采集系统。该系统由主控单元、数据采集单元、上位机等部分组成。主控单元以STM32F103VCT6为核心处理器;数据采集单元以STC89C52RC为核心处理器,温湿度传感器采用DHT21单总线数字式传感器,根据各模块的功能,扩展了外围接口电路;上位机监控软件完成了现场温湿度数据的显示、采集数据的存储、历史数据导出等功能。实验结果证实了该系统不仅能够有效地采集现场温湿度数据,而且性能稳定、成本低。     

基于FPGA面向多媒体处理的MPSoC

针对嵌入式单核处理器处理速度慢及主频提升受限等问题,提出了嵌入式双核处理器(two-cores embedded processor,TEP)模型.针对处理器运行时对存储器的依赖和分配问题,提出了基于非统一存储结构模拟分布式存储结构的方案;针对多核间对共享数据存储器的访存问题,给出了从属单元的仲裁机制,实现了共享资源的访问;针对面向多媒体应用的多核处理器间传输数据量大及通讯开销高的问题,提出了基于消息数据分离的传输方案.系统在FPGA平台进行了实现和验证,测试结果表明,TEP系统以较少的资源消耗和通讯开销获得了大加速比的性能.     

基于0.13 μm CMOS工艺的6.25 Gb/s高速串行数据接收器的设计

基于1.2 V 0.13 μm CMOS工艺, 设计一种数据率为6.25 Gb/s的高速串行数据接收器。该接收器采用半速结构降低系统工作频率, 其中: 均衡电路利用一种低功耗小面积的差分有源电感, 使RC负反馈均衡电路的高频增益增加50%; 采样电路为半速时钟驱动2-way交织结构, 同时实现1:2串并转换功能; DEMUX采用树型(tree-type)结构, 并使用一种新的1:2 DEMUX单元, 较传统单元电路节省40%的晶体管数量。HSPICE仿真结果显示, 该接收器在?55~125℃温度范围、各主要工艺角及电源电压波动10%的条件下, 均能正确工作, 核心电路平均功耗为3.6 mW。     

基于ARM9的航电综合控制单元主控模块的设计

本文结合航空电子综合控制单元的普遍需求,采用ARM9芯片AT91RM9200设计了其中的主控制和处理模块,通过对该模块电路结构和部分功能电路的介绍,描述了基于ARM9处理器设计控制模块的设计方法;实践表明,该设计具有很强的通信处理能力和接口能力,通用性较好。     

三值光学计算机解码器中并行感光阵列的设计

介绍了针对数千位的三值光学计算机解码器而设计的一款并行感光阵列。在整体规划上, 采用了将16个感光单元电路集成为一个感光模块, 再用多个感光模块拼接成实用的并行感光阵列之策略. 设计的感光单元电路将三值光学处理器一个像素输出的光信号转换成对应的电信号, 一个感光模块将三值光学处理器16个像素输出的光信号并行转换成对应的电信号,感光阵列将三值光学处理器的数千个像素输出的光信号并行转换成对应的电信号. 设计的感光模块封装外形解决了拼装成大规模感光阵列的问题. 该模块为三值光学计算机提供了一个成本低、方便维护及更换的并行光电器件. 最后介绍了对感光模块中电路的实验研究和对模块外形拼接性能的实物样板测试, 实验证实了所设计电路的功能有效性和性能稳定性, 样板测试表明该设计的感光模块封装外形适于拼接.     

基于寄存器组的FFT处理器

针对目前快速傅里叶变换(FFT)处理器存储器访问算法复杂度较高,实现起来面积较大的问题,采用寄存器交换策略实现无冲突地址读写.以存储器迭代结构为主体构建FFT处理器结构,并设计了一种基于流水线的蝶形运算单元.根据基4蝶形运算数据选择的规律性,采用数据移位操作可以去除存储器中的地址解码器和控制逻辑.采用门控时钟降低系统的功耗.设计的FFT处理器通过SMIC 0.18μm工艺综合仿真,其面积为0.6 mm2,整个处理过程只需要60个时钟周期.在20 MHz的工作频率下,系统的平均动态功耗为7mW.该结构可以满足IEEE 802.11a的要求,并且具有小面积及高效的特点.     

面向全分布式VLIW结构的部分互连研究

随着VLSI技术的发展,传统的采用了全互连网络的全分布式超长指令字结构的功能单元通信开销,成为制约着处理器频率增加和规模扩大的瓶颈.在分析应用程序特征的基础上,利用定义的5种通信模式提出了多种全分布式超长指令字部分互连结构,分析了由全互连结构变为部分互连结构通信方式上的改变,并完成了功能单元指派和通信调度等相关的编译调整.模型分析和实验数据表明,相比全互连结构,部分互连结构在程序性能些微降低的情况下,面积、功耗等资源开销大幅减少,并呈现出良好的可扩展性.     

新型激光无线打靶系统的设计

采用先进灵活的现场可编程门阵列即FPGA芯片来进行信号的采集、处理,充分发挥了它强大的I/O功能以及现场可编程功能,这大大缩减了由于产品升级换代带来的更改硬件电路的时间。独特的编码电路大大提高分辨率,实验表明本打靶系统分辨率较高(能精确到100个点),运行稳定,而且也更加安全。另外整个系统为无线的,便于移动、携带。     

基于FPGA与DSP的嵌入式GNSS接收机设计

随着GNSS接收机应用的不断深入,其对系统功耗、体积等性能的要求越来越高,大规模集成电路芯片如现场可编程逻辑门阵列(FPGA)和高速数字信号处理器(DSP)等在嵌入式GNSS接收机设计中得到广泛应用。卫星信号数字处理是接收机的核心部件之一,本文提出了一种基于FPGA与DSP模块化的嵌入式接收机的基带信号处理系统设计。利用FPGA完成基带相关器的设计,并由DSP实现卫星信号的信号处理和定位导航解算。通过静态测试试验,说明所设计的GNSS接收机具有体积小、功耗低和实时性强等特点。     

基于VPU加速的嵌入式实时人脸检测系统设计与实现

智能设备高昂的设计费用和庞大的计算资源需求成为在便携式、低功耗设备上实现深度学习算法及其应用的主要障碍.文中基于树莓派平台,借助Intel的视频处理器(V PU)低功耗加速模块,设计并实现了基于残差特征提取模块CNN模型的实时人脸检测系统.结果表明,相较于单纯使用树莓派CPU进行计算,文中方法在视频流中检测人脸和人脸关键点提取的实验中分别实现了18.62倍和17.46倍的加速,在便携式设备中实现快速、实时、在线的人脸检测和特征点提取成为现实,同时为使用便携式、低功耗设备运行深度学习算法提供了一种确实可行的方案.     

一种基于DSP与FPGA实现场发射平板显示器视频信号处理系统的方案

数字视频信号处理涉及对高速实时视频信号的传输和处理,要求相关电路系统具有强大的数据处理能力。介绍一种以DSP和FPGA器件为核心构建的场发射平板显示器视频信号处理系统方案,并以TI公司的DSP芯片TMS320C6713和Xilinx公司的FPGA芯片XC3S200-PQ208来实现系统方案,在自主研制的4.5 inch(11.43 cm)160×120分辨率单色场发射平板显示样屏上得到了功能验证。所设计的视频信号处理电路方案把两种处理器的性能优势结合起来,具有微处理器嵌入式系统的优点,同时可实现并行算法结构,满足视频信号传输和处理的高速实时性要求。     

级联型多电平变换器单元电路控制器设计

根据新型中大功率级联型多电平拓扑特点,设计了以双向全桥变换器单元为控制对象,FPGA为控制核心的单元电路控制器。其移相PWM驱动信号采用有限状态机方式实现;PI控制器采用离散算法结构,利用LUT设计;A/D控制器采用AD7823 A/D转换器,并通过DSP传送相关控制参数。仿真实验表明:该控制器可实现单元电路闭环控制,输出电压为7电平。该研究为高压大功率四象限变频器实验奠定了基础。     

一阶电路冲激响应的广义函数解释

首先说明作为广义函数的单位冲激函数,其次阐述激励在电路中的作用及特点,然后通过计算当作为激励时一阶RC电路和一阶RL电路的响应,从而介绍一种求解一阶电路单位冲激响应的新思路,最后阐述信号处理知识的实用性。     

基于FPGA的信号处理电路在红外图像信噪比提高方面的应用

本文提出了一种以FPGA为核心的信号处理电路,实现了信号的可编程放大、自适应滤波等功能.其中,可编程放大模块由TI公司的PGA205AU实现.为增大放大倍数采取两片串联;自适应滤波模块由数字电位器和OP27组成的二阶有源滤波器实现,改变电位器的阻值可以改变滤波器的截止频率.实验结果表明,在红外光电系统中应用此信号处理电路可以有效地提高所得图像的信噪比.     

一种模糊神经网络的硬件电路优化设计方式

为提高模拟电路实现模糊神经网络的精度,通过对模糊神经网络中的高斯函数电路、求小电路以及去模糊电路分别进行性能优化,从整体上达到模拟电路实现模糊神经网络中高精度、高速的特性要求.所设计的模糊神经网络整体电路采用电压模式实现,并通过逼近一个非线性函数来验证.所设计的模拟单元电路均采用TSMC 0.18 μm工艺参数设计完成.通过Cadence软件仿真,结果表明:在1.8 V的工作电压下,所提出的改进型单元电路具有精度高、结构简单、便于调节和扩展的特性,并且能够完整地实现模糊神经网络的控制.     

纯电动客车电动助力转向系统控制器开发

分析了纯电动客车装用液压助力转向系统的缺点,介绍了电动助力转向系统的组成、工作原理。开发了基于DSP56F8346芯片为控制核心的电动助力转向系统控制器,该控制器包括逻辑电路模块和功率驱动电路模块两部分。重点介绍了功率驱动电路和驱动信号分配电路的设计。设计的控制器具有高速数据处理能力和较高的控制精度,能满足纯电动客车电动助力转向系统采用复杂控制策略时对实时性的要求。     

80C198单片机在脉宽调速中的应用研究

本文对８０Ｃ１９８单片机在直流电机调速中的应用进行了研究,以８０Ｃ１９８单片机为控制器,通过检测接口电路和单片机硬件资源中的高速输入部件（ＨＳＩ）对电机转速进行检测,经数据处理和ＰＩＤ调节后,由高速输出部件（ＨＳＯ）输出ＰＷＭ控制信号,实现了对电机在大范围内的无级调速和精确控制。系统还具有远程通讯,测控功能选择、数据实时显示、参数在线修改和掉电保护等功能,文中给出了详细的硬件原理电路和软件设计。