基于SOPC的嵌入式WTB网络控制节点机的研制

探讨一种基于可编程片上系统的嵌入式绞线式列车总线(WTB)网络控制节点机的研制方案。该方案采用FPGA作为核心器件，将Altera 的NisoII软核处理器与WTB控制逻辑集成在单片FPGA 内，取代了原来的工控节点机和控制部件相组成的方案。减小了产品的体积和重量，降低了硬件开发成本。该文给出了系统的总体设计方案，并分析了测试结果。     

绞线式列车总线原型节点的设计

绞线式列车总线（WTB）是IEC制订的用于列车级车载数据通信的总线标准。本文提出了一种WTB节点设计的框架方案，并设计实现了具备WTB基本功能的原型节点。该原型节点的设计重点放在WTB的核心部分－WTB链路层的软硬件实现，实现了WTB的基本功能，并为进一步开发实用的WTB技术和产品作准备。     

用CPLD/FPGA实现Nios Ⅱ嵌入式系统配置技术

对NiosⅡ嵌入式系统的特点和现有的配置技术进行了研究,设计了一种利用CPLD配置控制器实现加电时自动对嵌入式系统进行配置的新方案;该方案首先是Flash存储中读取配置文件信息,然后经过并串转换后对基于NiosⅡ的嵌入式可编程逻辑器件FPGA进行系统配置,同时该方案不仅极大地提高了系统性能和降低了总体成本,而且更方便于系统配置文件的升级.     

单片机与FPGA/CPLD总线接口逻辑设计

设计一种基于MCS-51单片机与FPGA/CPLD的总线接口逻辑,实现单片机与可编程逻辑器件数据与控制信息的可靠通信,使可编程逻辑器件与单片机相结合,优势互补,组成灵活的、软硬件都可现场编程的控制系统.在设计中采用VHDL语言,实现MCS-51单片机与FPGA/CPLD的总线接口逻辑设计.试验表明,该总线接口逻辑工作稳定、可靠,使MCS-51单片机与FPGA/CPLD能够完美结合.     

用CPLD/FPGA实现Nios II嵌入式系统配置技术

对Nios II嵌入式系统的特点和现有的配置技术进行了研究,设计了一种利用CPLD配置控制器实现加电时自动对嵌入式系统进行配置的新方案;该方案首先是Flash存储中读取配置文件信息,然后经过并串转换后对基于Nios ll的嵌入式可编程逻辑器件FPGA进行系统配置,同时该方案不仅极大地提高了系统性能和降低了总体成本,而且更方便于系统配置文件的升级。     

基于MB91F362的WTB管理器的设计

利用列车通讯网络实现整车的实时拉制以及各类信息的收集与传递,已经成为今后列车网络控制技术的发展趋势.为此,国际电工委员会(IEC)在1999年6月,组织制定了一项统-的列车通信网络标准TCN(train communication network).TCN标准包括两级总线的层次结构、WTB(绞线式列车总线)和MVB(多功能车辆总线).     

基于SOPC的1553B总线接口逻辑设计

针对1553B总线协议控制器基本依赖于进口专用芯片现状,提出了以Xilinx公司Virtex-Ⅱ Pro FPGA为核心实现1553B总线接口逻辑的系统设计方案.采用SOPC技术,将PowerPC 405硬核处理器与总线接口逻辑集成在一片FPGA上,从而使系统集成度高、功能强大、扩展性强.通过测试表明,系统工作稳定可靠,满足1553B总线协议标准.     

基于NiosⅡ的1553B智能接口协处理设计

针对1553B总线协议控制器基本依赖于进口专用芯片现状,本文介绍了一种基于SOPC片上可编程系统技术的1553B数据总线接口控制器的设计方法,提出了以Altera公司FPGA为核心实现1553B总线接口逻辑的系统设计方案。采用SOPC技术,将NIOSⅡ固核处理器与总线接口逻辑集成在一片FPGA上,从而使系统集成度高、功能强大,测试表明系统工作稳定可靠,满足1553B总线协议标准。     

一种基于FPGA的可配置机箱并行总线技术

现有部分应用场景中,工业控制平台对机箱并行总线数据空间管理具有拓展性需求。对此,文章提出了一种可灵活配置、高效拓展的机箱并行总线技术方案。其通过从已有总线地址空间内分离出配置空间,并利用配置空间的功能分区实现了设备的即插识别、数据空间动态分配、紧急广播和端口数据传输等功能;同时搭建了基于并行总线的多插件式机箱硬件环境,并采用具备现场可编程逻辑门阵列（FPGA）器件的插件对该技术方案进行了功能测试及验证工作。测试结果显示,机箱的各项功能正常,表明该并行总线技术完全能够基于FPGA实现功能设计目标。该总线方案在某项目进行了为期半年的运行考核,结果显示,总线运行正常,进一步证实了该方案的有效性。     

片上逻辑分析仪的设计

提出了一种用在FPGA上实现的片上逻辑分析仪的设计方案;随着FPGA的规模的增大,在其内部可以实现复杂的SoC设计,但是I/O端口数量有限,采用VHDL设计,可以在源代码级插入到设计中,这也使得它与FPGA的器件类型和开发软件保持独立,它可以对FPGA内部的任何信号和复杂的事件进行追踪,采样的结果保存在通过片上的同步RAM实现的循环跟踪缓存区,通过AMBAAPB总线接口完成对触发引擎控制和缓存区的读写;这种实现方案的逻辑分析仪占用资源小,可以达到的频率高,可广泛应用到基于AMBA总线的SoC设计中;最后,对可改进的方向进行了分析。     

MCS-51与FPGA/CPLD总线接口逻辑设计

设计一种基于MCS-51单片机与FPGA/CPLD的总线接口逻辑电路,实现单片机与可编程逻辑器件数据与控制信息的可靠通信,使可编程逻辑器件与单片机相结合,优势互补,组成灵活的、软硬件都可现场编程的控制系统.设计中采用VHDL语言,实现MCS-51单片机与FPGA/CPLD的总线接口逻辑设计.实验表明,该总线接口逻辑电路工作稳定、可靠,使MCS-51单片机与FPGA/CPLD能够完美结合.     

SOPC技术在电力机车改造中的应用

简要介绍韶山3型4000系电力机车有触点控制的弊端和无触点逻辑控制模块LCM的基本原理;按照机车控制电路功能,设计出符合标准接口规范的专用IP;基于SOPC的设计思想,利用SOPC Builder在1片FPGA上集成了32位NiosⅡ微处理器、逻辑控制单元IP、CAN总线控制器IP及一些必需的外围组件,给出逻辑控制模块的设计实现方案.     

CycloneⅡFPGA和NiosⅡ嵌入式处理器具有低成本性能优势

Altera在其业内领先的低成本Cyclone FPGA系列和Nios软核嵌入式处理器成功的基础上,现在推出了第二代产品系列。Cyclone Ⅱ器件为用户提供更高的逻辑密度和新增硬件性能,比第一代产品成本降低了30％。这些新器件比同类竞争FPGA的价格低50％,而速度却提高了50％。此外,Nios Ⅱ软核嵌入式处理器比最初的Nios处理器功能更强大,而占用的逻辑单元(LE)更少。     

基于FPGA的多功能数据采集卡控制器的实现

针对数据采集卡控制器的控制要求的复杂性问题,给出了基于EPGA器件实现采集卡控制器的方法。介绍了多功能采集卡的功能和结构,分析了采集卡对控制时序的要求, 指明了潜在的总线冲突。给出控制器逻辑框图及各个功能模块的实现方法,说明了用时分复用的方法解决总线冲突的办法。通过逻辑仿真软件和硬件测试,验证了逻辑实现的可行性。采用FPGA实现采集卡的控制器.提高了集成度,增加了工作的可靠性,很好地配合了其他器件的时序要求,实现了采集卡的各项功能。     

Nios Ⅱ内核技术在以太网通信的应用

利用Altera公司开发的Nios Ⅱ软核处理器技术,在FPGA内部嵌入用户可配置的Nios CPU内核,从而实现设计上可剪裁、可配置的优点.针对网络化数据采集的需要,在Cyclone系列FPGA上应用Nios Ⅱ内核来配置核心处理器,并采用IwIP精简网络协议.基于Nios Ⅱ的网络接口设计方案,以可编程逻辑器件为核心,以网络为信息传输的媒介,为远程数据采集系统的网络化传输提供了很好的解决力案.     

嵌入式系统中FPGA的被动串行配置方式

介绍一种在嵌入式系统中使用微处理器被动串行配置方式实现对FPGA配置的方案,将系统程序及配置文件存在系统Flash中,利用微处理器的I/O口产生配置时序,省去配置器件;讨论FPGA的各种配置方式及各种配置文件的使用;详述被动串行配置的时序及在嵌入式系统中实现的软硬件设计;说明本方案的优越性及应用前景。     

列车通信网安全性研究

列车通信网(Train Communication Network)是一个集车内部测控任务和信息处理任务于一体的列车数据通讯的IEC国际标准(IEC-61375-1),它包括两种总线类型绞线式列车总线(WTB)和多功能车辆总线(MVB).为保证列车在高速运行中的安全性,列车通信网采用了数据差错控制和监视数据帧.本文着重分析了高速列车中的各种安全性措施.     

现场总线与列车通信网络

本文从应用的角度出发，将TCN标准所定义的WTB和MVB与一些常用的现场总线在技术性能上进行了分析和比较。为列车通信网络的应用选择提供参考。     

现场总线在列车通信网络中的应用

介绍了TCN标准所定义的WTB和MVB、LonWorks、CAN总线这几种常用的现场总线在列车通信网络中的应用，并对这几种现场总线进行了分析和比较，最后提出了一种基于CAN总线和以太网的网络结构。