基于FPGA数字钟的设计与实现

伴随着集成电路(IC)技术的发展,电子设计自动化(EDA)逐渐成为重要的设计手段,经广泛应用于模拟与数字电路系统等许多领域.本设计给出了多功能数字钟自顶向下(TOP)的设计思想和实现方案,采用结构描述风格,依据功能将系统分为五个模块组成:分频模块:控制模块、计数器模块、闹铃模块、显示模块,并用Verilog HDL实现各个功能模块,图形输入法生成顶层模块.最后在EDA工具MAX PLUS II下进行仿真,验证数字钟FPGA设计的正确性和实用性.     

5/3提升小波变换及逆变换的FPGA设计方法

研究了提升小波的硬件实现方法,根据FPGA器件具有快速逻辑处理能力的特点,采用流水线的加法及桶状移位操作指令,设计了一种适合FPGA实现的快速小波变换硬件结构.采用基于Matlab的设计工具DSP Builder,在Altera FLEX10K20器件上实现5/3小波变换及逆变换的功能,并在Quartus软件下进行综合、仿真及下载.实验结果证明采用FPGA实现提升小波变换具有处理速度快、代码可移植性强的特点.     

用于两相流检测的电阻层析成像系统

针对两相流流动过程变化快速等特点,设计并实现了一种基于CPCI(compact PCI)总线的电阻层析成像系统,该系统硬件结构采用可重构、框架式、柔性测试设计思想,将系统各功能分模块实现.通过FPGA实现各模块内功能的实现与控制以及模块间协作,利用DMA方式实现检测数据的高速传送;系统上位机人机交互软件同样采用模块化设...     

一种CCD图像相关处理系统的FPGA+DSP实现

在卫星观测系统中,CCD相机对高精度图像实时跟踪时,为得到高信噪比高分辨率的图像,必须对图像进行实时相关处理.而现有软件实现速度不高,不能实现其实时性.本文在分析图像相关处理快速算法的基础上,使用Altera的Quartus Ⅱ软件,完成了其中的核心模块--FFT算法的硬件实现,提高了处理速度;并运用DSP处理器,设计了一个基于FPGA的实时数字图像处理系统.文中给出了系统的硬件电路和软件算法模块.仿真和调试结果表明:用FPGA与高速数字信号处理算法的结合,可以满足系统对图像进行实时处理的要求.     

基于FPGA的微波炉控制器设计

本文通过VHDL的编程来实现微波炉控制系统各个模块的功能,顶层的设计使用图形输入来实现,体现了基于FPGA的微波炉控制系统模块化的设计理念和通过状态图来表现的描述方法,以及通过VHDL硬件描述语言的编程过程,并且使用Quartus II软件实现仿真。该微波炉控制系统较于基于单片机设计的市面上大多数微波炉控制系统来说,有着电路设计简单、灵活性强、功能扩展性强等优点。该系统主要由以下模块组成:状态控制电路、数据装载电路、计时电路、显示译码电路。经过对系统的分析,以及合理的进行模块连接,利用FPGA芯片进行波形仿真,验证了该系统的可行性,基本实现了该设计的预期要求。     

基于Xscale与FPGA的微小型飞行器控制系统的硬件设计

以微小型飞行器为控制对象,设计了一种基于Xscale FPGA的双芯片微小型数字控制系统.该系统用基于Xscale架构的微处理器处理导航算法和控制算法,用FPGA处理外部信号核心.选择嵌入式Linux作为软件平台,完成了Bootloader设计、嵌入式Linux的裁减和主要器件FPGA的驱动设计.针对FPGA所需处理的信号,设计了用于A/D采样的硬件电路,采用硬件描述语言对电路模块进行了软件设计.实验测试结果表明,该系统具有较高的集成度和较好的实时性.     

基于FPGA的模糊PID控制在智能化温室中的仿真研究

采用VHDL语言编程,以FPGA为硬件载体、Quartus II软件为开发工具,采用自上而下的模块化设计思想,将模糊PID控制根据功能进行模块划分、模块设计,并利用软件自带的仿真功能对设计进行功能仿真和时序仿真。该控制算法的FPGA实现提高了控制的可靠性,加强了模块的通用性,减少了系统硬件开发周期,降低了设计开发成本。在智能化温室中采用基于FPGA的模糊PID控制可以提高控制系统的稳定性和可靠性。     

基于Delphi和GIS-MO控件开发台阶爆破设计系统

应用Delphi语言和地理信息系统(GIS )软件控件MO(MapObjects),设计开发爆破设计系统.该系统实现露天爆破的自动设计、修改等功能.最大限度地减少手工工作量以及人为因素的不利影响,保证计算与处理结果的准确性和可靠性.该系统还具有可视化程度高、界面友好等特点.其GIS独特的空间数据管理特性功能,将完善目前基于AutoCAD开发的爆破设计软件在空间拓扑关系和属性信息相对较弱的问题.     

电子设计的EDA技术应用

电子设计自动化(EDA)的产生给电子设计领域带来了一个全新的理念,它是电子设计发展的必然趋势.文章简要介绍了EDA技术的发展与特点,讨论使用EDA设计的一般方法、常用工具、实现器件及注意事项.最后给出了一个设计实例.     

基于FPGA的高速网闸交换卡的设计

为了解决当前对高速物理隔离设备的需求,描述了一种采用FPGA设计的10 Gb/s交换卡硬件电路方案。该方案首次选用Xilinx V6 FPGA的高速GTX硬核收发器,选取万兆光模块SFP+,使用PCI-express2.0总线。FPGA通过PCI-express总线技术完成了数据在和主机的相连,通过光模块与internet通信。在设计PCB的时候根据信号完整性理论,在设计中通过使用蛇形线、端接电阻、磁珠、电容和铺地铜等措施以解决阻抗匹配、串扰、电磁兼容等信号完整性问题。测试结果表明,FPGA和PCIE总线成功应用于数据交换,实现的交换卡工作正常稳定。     

H.264视频编码的三步全搜索运动估计改进算法及性能仿真研究

随着H.264标准的确定,网络传送的阻塞、错码等问题已成为了网络视频传输的研究热点,与此同时FPGA强大的并行能力实现了巨大复杂的运算,使得全搜索运动估计成为了急待解决的问题。为了进一步优化H.264视频编码的实时性及改进视频压缩性能的好坏。设计了一种全搜索运动估计模块的算法,确定了峰值信噪比PSNR值来实现图像质量评定;完成了新的三部全搜索算法设计;通过Modelsim仿真验证完成存储单元功能模块、数据选择功能模块的设计。系统测试表明:波形仿真结构验证了整体结构的正确性;FPGA的结果进一步完成了运动矢量采集成功的验证。对固定块大小范围的运动估计、结构以及数据流的设计研究对于FPGA的进一步大批量应用具有一定的意义。     

基于FPGA的键盘给定式双路直流稳压电源设计

讨论了一种基于FPGA的直流稳压电源的基本结构和设计方法。给出了FPGA器件实现的各功能模块的关系和作用，对重要的功能模块给出了较详细的VHDL语言描述。该电源具有易调节，高可靠性，高精度等特点：     

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。     

PCI总线接口控制器的FPGA设计

研究有限状态机与PCI总线接口控制器的设计问题.在分析PCI总线接口控制器基本功能的基础上,给出其顶层设计.根据PCI总线操作时序,提出了从设备接口控制器的有限状态机模型.同时结合Altera FLEX10K的FPGA器件,采用Verilog硬件描述语言,描述该总线控制器的基本操作,并完成功能仿真与综合,实现了PCI总线控制器的FPGA设计,说明该有限状态机具有结构清晰、易于维护的特点.     

基于FPGA的高速PCI采集卡设计

提出一种基于FPGA的高速PCI采集卡的设计方案,详细介绍了系统的硬件和软件结构,分析了FP-GA内部各个模块的功能和原理,并着重描述了PCI接口模块IP核的设计.通过将数据采集的控制模块和PCI接口模块集成在FPGA内部,加上采用双口RAM技术,实现了数据高速采集、传输和存储.该系统集成度高、设计灵活、电路简洁、可扩展性好、抗干扰能力强,适用于航空综合检测设备和智能仪器等高速数据采集场合.     

基于SOPC的SVPWM波形研究

介绍一种采用SOPC技术设计的SVPWM波形发生器,在FPGA中嵌入了32位NiosⅡ软核系统,用以处理SVPWM波形的计算、输出与显示等功能.利用可编程逻辑器件的可在线编程特点和SOPC的技术优势,灵活、快捷地将所需功能模块完全集成在单片的FPGA上,使电路的硬件结构简单,具有较高的性价比.     

数字系统设计中VHDL的应用及实例分析

硬件描述语言在深亚微米复杂数字系统的设计中具有独特的作用。利用硬件描述语言中的工业标准语言VHDL。设计了高速图像采集系统的硬件结构及工作原理,讲述FPGA在图像采集与数据存储部分的VHDL模块设计,给出采集同步模块的VHDL源程序。结果表明,VHDL在硬件设计上是非常有效的,在数字电子电路的设计中具有硬件描述能力强、设计方法灵活等优点。     

FPGA器件结构及系统集成研究

介绍了通用ＦＰＧＡ器件的结构和功能,阐述了基于ＦＰＧＡ器件设计的特殊性.采用ＳＯＰＣ技术,把一个由许多芯片组成的单片机系统集成到一块ＦＰＧＡ芯片上,对其功能进行了分析,结果表明：基于ＦＰＧＡ器件的设计可以简化电路,优化复杂电路的性能.     

利用UART 对FPGA 进行升级的方法

为节省FPGA( Field Programmable Gate Array) 升级工作的时间和成本,设计了一种利用UART( Universal Asynchronous Receiver /Transmitter) 替代传统JTAG( Joint Test Action Group) 方式升级的FPGA 程序方法,该设计 主要由Xilinx FPGA、UART 芯片、Flash 芯片和串口连接线等组成。通过将MicroBlaze 处理器、ICAP( Internal Configuration Access Port) 、IP( Intellectual Property) 核及UART 控制模块等集成在FPGA 芯片中实现可编程片上 系统的搭建。同时采用MultiBoot 双镜像技术,实现了即使在更新失败的情况下,依旧可加载备份镜像保证系 统正常工作,以此保证设计的稳定性。实验结果表明,此设计可以替代传统FPGA 升级方法,节省升级工作的 时间和成本。本设计具有更新效率高、维护成本低、稳定性高等优点,且可用于FPGA 远程更新。     

基于FPGA实现的交织编码器

提出了一种用FPGA实现交织编码器的设计,详细阐述了交织编码原理,并给出了交织编码器的电路设计及仿真结果,并通过实例验证了硬件的可靠性、通用性以及设计升级的方便性。