基于INTERNET的远程FPGA配置系统设计

文章设计并实现了基于INTERNET的远程FPGA配置系统原型。该系统采用MCU来取代传统PC机完成远端INTERNET协议的处理,配置数据的接收、存储和加载,实现了低成本、高效率的远程FPGA系统更新与升级。     

交流工频电参数综合测量仪的设计

随着单片机技术的迅速发展,传统的电子测量仪器在原理、功能、精度及自动化水平等方面都产生了巨大变化,形成了一种完全突破传统概念的新一代智能化测量仪器。本文的交流工频电参数综合测量仪设计,硬件以AT89S51单片机为核心,扩展了数据采集和键盘显示接口,软件以功能子程序为模块,实现了对电压有效值、电流有效值、频率、功率因数、有功功率和无功功率六种电路基本参数的综合测量。仪器功能全、读数直观、精度较高,并且具有二次开发和软件升级的能力。关键词:单片机;综合测量;数据采集     

一种基于FPGA+ARM的高速电力谐波检测仪硬件的设计与实现

介绍了一种结合FPGA硬逻辑的高速数据处理能力和ARM的高效数字功能扩展能力,实现实时高速电力谐波检测的"FPGA+ARM"硬件新构架.这种新架构采用复用逻辑及流水线技术在FleA上实现了A/D采样控制、加窗、FFT及模平方等运算.采用uClinux为操作平台在ARM处理器完成对FPGA的现场配置、数据通信处理及人机交互接口等功能.实际应用表明,这种架构可较好地解决电力谐波检测中的"实时性与精确度的矛盾".     

基于虚拟仪器技术的SPM通用平台的设计

论文采用虚拟仪器技术开发SPM通用平台,为SPM的设计提供了一种新方法,使SPM成为通用、开放、兼容的仪器体系。能迅速扩展仪器的功能和种类。硬件采用PXI平台,软件采用LabVIEW平台包括LabVIEW FPGA模块、LabVIEW实时模块和PID模块等。系统具有开发周期短、开发成本低、维护方便,易于应用新理论、新算法和新技术等优点。     

等精度数字频率计几种设计方案的实验研究

研究了采用不同器件、不同设计方法实现等精度频率计的5种设计方案。依据等精度频率测量原理,分别针对51单片机、C8051F单片机、FPGA与单片机、FPGA及SOPC几种系统的等精度频率计设计方法、特点进行了详细的分析和实验教学研究。以及在此基础上扩展实现周期测量、占空比测量、脉宽测量功能的方法。意在引导学生拓展思路,使等精度数字频率计设计的实验教学实施具有启发性、开放性、探索性等特点。     

FPGA芯片的配置与下载

FPGA（Field-Programmable Gate Array）,即现场可编程门阵列,它是专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制的电路,解决了定制电路的不足而且克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点[1]。FPGA的配置模式指的当采用FPGA作为电路的主芯片时它的外部的连接方式和逻辑配置。当设计者编译完软件代码后会形成一个配置数据文件,将这个数据文件加载到FPGA芯片内部的整个过程称为逻辑配置。FPGA外围电路连接好以后,可以根据需要将VHDL或者Verilog代码下载到FPGA芯片中,FPGA根据代码要求完成整个电路的逻辑功能,可见FPGA的配置与下载是FPGA电路成功运行的前提。     

FPGA在数字相位差测量仪中的应用

采用FPGA实现测量核心部分,使用硬件描述语言VHDL将数字鉴相、消抖滤波、频率测量、MCU接口逻辑模块集成在一片FPGA．相对传统测量方案具有元件数量少、测量精度高和抗干扰能力强的特点．经测试证明,本仪器工作稳定,测量精度符合设计要求．     

基于FPGA的车辆计费系统的设计与仿真实现

针对传统出租车计费系统硬件电路复杂、资源扩展有限,不利于系统整体功能升级的缺点,为研究更适应现实需要的计价器设计需求,采用FPGA技术的设计方法,提出了一种更适应生活需求的车辆计费系统,其中包括系统的硬件设计、软件设计以及系统仿真测试。该计费系统应用自顶而下的设计思想,以FPGA芯片CycloneⅣ4CE115微处理器为核心,完善外围电路并进行扩展,通过Atera公司的QuartusⅡ软件,利用verilog语言编程,调用Modelsim仿真工具对系统各个模块进行综合仿真验证,重点对测试代码test-bench进行论述,最终将调试优化好的程序下载到FPGA芯片中模拟测试结果。实验结果表明:该系统完成了计程、计时、计费和译码动态扫描的功能,成本低,设计灵活,操作简单。研究认为,由于FPGA具有高密度、可编程及有强大的软件支持特点,通过修改Verilog语言,可扩展更多的计费系统功能,具有一定的实际应用价值。     

水蒸气液化放热的多用演示

本从定量和定性两个方面对水蒸气液化放热实验的演示进行了改进和功能扩展，实现了在一套仪器上进行多个实验的演示和相关数据的测量。     

基于并行接口的虚拟仪器测量系统设计

虚拟仪器是以计算机为测量平台，利用基于计算机的功能化硬件模块和专用计算机软件构成的电子测量系统．用户可以在计算机平台上根据测量任务的需要来定义和设计仪器的测试功能，其实质是充分利用计算机来实现和扩展传统仪器功能．利用并行接口采集数据的优点是传输速度快，电路设计简单，安装方便．本文主要研究虚拟仪器开发平台LabVIEW上的虚拟仪器测量系统的设计．     

基于SOPC技术的多通道LED灰度控制模块硬件设计

LED灯控系统通常被要求能输出多路灰度控制信号,PWM是实现灰度控制的流行方式,基于SOPC技术的软核设计方案可以方便快捷地实现多通道PWM信号输出模块,且只用一块FPGA芯片.其过程是:首先利用厂商提供的免费PWM设计文件,生成多路PWM片内外设组件,其次以Avalon总线规范将其和Nios Ⅱ处理器软核及其他组件一起植入Nios Ⅱ系统,配置生成硬件系统的原理图模块,该模块可被添加到一个顶层模块,通过编译最终生成可下载到FPGA的配置文件.这种方案不仅硬件配置灵活、实现了单片多通道PWM,而且模块外设数量大为精减,集成度很高,鲁棒性好.     

SDR中一种新型调制平台的设计与实现

提出了一种微控制器+U盘的FPGA脱机重构方案;采用此方案设计了SDR中一种新型通用的硬件调制平台;配合调制IP核实现了对不同类型基带信号的多种调制以及海量配置数据的脱机重构。微控制器通过扫描键盘来调用U盘内相应的配置数据对FPGA进行在线重构;FPGA根据重构数据对基带信号进行处理并发送到数字正交上变频(DUC)芯片中,实现调制信号的输出,同时把调制信息反馈给微控制器;微控制器把当前调制状态信息发送到LCD进行显示。与传统的调制方法相比:该平台功能强大、操作灵活、调制种类多、软件易升级、支持动态脱机重构,具有较高的工程应用价值。     

辐射易敏SRAM型FPGA在导航卫星中的适用性实验研究

利用兰州重离子加速器提供的86Kr离子束流开展了百万门SRAM型FPGA的单粒子效应实验研究.获得了该器件配置存储器和片内Block RAM的重离子翻转截面,给出了与国外同类实验结果显著差异的原因分析,证实了该器件对单粒子效应的极端敏感性;对三模冗余、动态刷新等容错机制的有效性进行了动态测试,结果表明采用的组合加固措施能显著降低系统的功能错误截面,基本消除了配置存储器额外引入的敏感性,达到了与同类专用集成电路接近的抗辐射水平;结合导航任务特点和实验结果,对SRAM型FPGA在导航卫星上的适用性进行了分析,提出了将加固设计与自主完好性监测相结合的应用思路.     

利用FPGA实现DSP功能扩展实验

采用FPGA作DSP的协处理器可以充分发挥DSP器件在数据处理方面的优势,大幅提升系统性能,增强整个系统的处理及控制能力,为许多复杂的应用场合提供快速、低成本的解决方案。该文从数据空间扩展实现、单中断信号线响应多路中断方法、时序转换等方面来阐述利用FPGA数字逻辑实现DSP功能扩展的过程。文中提出的FPGA作为协处理器扩展DSP功能的方法,不但具有教学参考价值,而且具有工程指导意义。     

基于Nios II的多路高速数据采集存储系统的实现

为了解决多路高速数据的采集与存储问题, 提出基于FPGA(Field Programmable Gate Array)和Nios II软核技术的设计实现方法。将采集的数据和FPGA 的配置数据共享配置存储器空间, 可以节省额外的存储器件,降低系统成本。实验中以EP2C35F672C8 为控制核心、AD7980 为模数转换器、EPCS64 为存储介质, 实现了15 路模拟信号的完全并行采集。该系统可实现对多路ADC(Analog-to-Digital Converter)的并行控制, 从而实现多路信号的并行高速采集。由于采用了软核技术, 使系统具有很高的灵活性和可扩展性。实验结果表明, 此设计为要求成本低、系统升级频繁的工程提供了新的思路。     

基于AVR微控制器的FPGA配置

提出了一种基于AVR微控制器的FPGA动态配置方案。根据FPGA的PS配置时序和ATmega64L微控制器的接口特点,详细介绍了配置的软硬件原理。     

溢洪道改扩建方案优选浅析

溢洪道改扩建是病险水库除险加固工程的一项重要内容。通过几座水库的溢洪道改扩建实例,对溢洪道改扩建方案的选择、进口形式的选择及泄槽、消能设施的处理等方面进行了论述。     

开放实验室培养学生创新能力

高校实验室是实验教学、培养创新能力、提高学生综合素质的重要基地。开放实验室,能为学生的自主学习、设计制作活动提供宽松的环境。文章论述了开放实验室的必要性;华南师范大学物理与电信工程学院电子类开放实验室的管理、仪器配置、实验内容和教学形式,以及在实验教学中取得的成绩;探讨了开放实验室对电子类专业学生创新能力培养所起的重要作用。将实验内容、仪器配置与创新能力培养、分层教学有机统一,利用门禁系统和学生的自我管理来实现实验室的辅助管理。     

现场总线仪表与控制实验室建设

中国计量学院结合实际自主设计建设的现场总线仪表与控制实验室采用HART、FF、PROFIBUS总线等过程参数检测仪表和相应的总线控制器，能够开展基于现场总线技术的过程参数检测及自动控制系列实验，所有实验项目贯穿IEC61131—3语言编程、OPC应用及组态软件技术。建设实践表明：该实验室具有多总线、多软件、网络化特征，符合测控领域发展的要求；过程中总结出的经验，可以为其他相关实验室的建设提供有益的参考及帮助。     

蔗糖水解反应速率常数测定的实验改进

蔗糖水解反应速率常数测定是典型的一级反应动力学实验,是物理化学实验的基本内容之一,针对实验中出现的问题,对实验方法,实验仪器,数据处理的方法进行了改进,实验结果满意,将实验变为综合性设计性实验,从设计实验方案到溶液的配制,到旋光仪的使用,到数据的处理,再到计算机的使用,激发了学生的学习热情,提高了学生的综合素质。