高速SPI通信在多道能谱仪中的实现

基于在ARM+FPGA多道能谱仪中,ARM与FPGA之间的通信速度对数据采集的实时传输具有重要影响,因此本文将SPI通信应用于两者之间进行数据传输,利用ARM自带SPI接口和FPGA上编写SPI模块实现彼此间高速通信,经过仿真、验证和实际应用测试表明该方法能使仪器正常稳定高速工作,而且可移植性强。     

基于串行通信的远程FPGA在线配置

针对核电子学系统在高辐射等特殊环境中,不方便以常规方式进行FPGA器件逻辑数据更新的问题,介绍了一种利用PC机和CPLD,并基于长距离串行通信线路来实现的FPGA在线配置系统。并以ALTERA公司的CYCLONE系列FPGA和EPCS配置芯片为例,结合常用的AS配置模式,从原理、硬件连接、软件功能和通信协议等几个方面给出了该系统的详细设计。采用这种方法,我们可以在100 m距离同时配置多个FPGA,或者在150 m的距离配置单个FPGA。     

小型多通道数据采集存储系统设计

设计了一种小型多通道的数据采集存储系统。该系统主控核心采用以FPGA为载体的SOPC系统,采集模块通过时分复用分频技术进行通道拓展,可达到128通道,存储模块选用NAND FLASH存储芯片,数据存储采用DMA技术对NAND FLASH进行流水线操作,使得存储速度达到最大。测试结果表明,系统采集通道数在1~128灵活改变,每个通道的采集频率也可以灵活改变。     

ZYNQ架构多道脉冲幅度分析器优化设计

介绍了以ZYNQ架构为基础的多道脉冲幅度分析器的设计。采用ZYNQ Soc,其中FPGA核运用System Generator系统级模型开发工具搭建算法模型完成脉冲成形、堆积判弃、基线相减与幅值提取,ARM核将幅值数据通过TCP/IP协议传输至PC机;对仪器进行实测并使用ILA探头捕捉各测试数据,结果显示各个算法在ZYNQ中得到很好的应用,最终幅值误差在5%以内,且网口传输误码率为0,证明该设计具备实用性。     

基于互联网的温湿度远程监控系统

介绍了利用互联网对放射性样品储藏室的温湿度进行远程实时监控的系统的硬件结构和软件结构.该系统通过将Nios Ⅱ软核处理器及所需的外设IP核嵌入到FPGA中,并在其上移植了MicroC/OS2实时操作系统及LWIP协议栈,从而实现了开放式、可重构的软硬件体系结构.     

高速核脉冲信号数字存储示波器的研制

针对核脉冲信号数字化处理的研究需求及当前示波器的应用限制,以高速FPGA系统为核心,采用80 M高速ADC、信号调理电路和USB接口,设计了高速核脉冲信号采集器。通过PC机上编写的软件完成设置、采集数据的接收、显示和存储。设计了双触发模式,从而实现对核脉冲信号的两种采集保存方法,以便于对核脉冲信号的后续处理和研究。测试表明:该设计能够高速、准确地进行核脉冲信号的采集、显示和储存。     

基于FPGA的核信号采集主控系统设计

介绍了以FPGA为控制核心的核信号采集主控系统的设计。FPGA内实现的功能包括与计算机的通信,对ADC采样的控制,对采样信号的数字甄别、存储等。可在线对阈值及ADC的寄存器进行设置。整个控制系统包括存储器(FIFO)在一片FPGA内实现,系统硬件结构简单,能有效地提升核分析仪器的性能并有利于其小型化。     

基于FPGA的核信号高速采集系统设计

低速核采集系统无法满足高精度能谱测量对核信号采集的要求。设计制作了由前端电路、高速ADC、FPGA和微控制器组成的高速采集系统。高速ADC实现核信号的最高100 MSPS离散化操作,FPGA处理实现数字核信号的高速接收、存储,并响应上位机的操作命令,实现核数据的发送等操作。通过对FPGA的静态时序分析和实时核信号的采集测试表明:该采集系统具有实时核信号的高速采集能力,可应用于高精度能谱测量场合。     

TMS320VC5502外扩FLASH自举引导方法的设计与实现

阐述了基于TMS320VC5502的FLASH自举引导的实现方法,给出了引导表的生成过程、系统硬件连接图以及FLASH的烧写步骤.该系统是以EMIF的并行引导方式进行自举引导,实现程序从FLASH向片内RAM的自动装载.同时采用在线FLASH编程方法完成FLASH的烧写任务,经验证表明这种方法简单方便节省资源.     

低杂波相位反馈控制系统的相位鉴别与计算

本文介绍了低杂波相位反馈控制系统中的相位鉴别和计算方法,以及该计算方法在FPGA内部的嵌入式DSP核上的实现.用Matlab进行FPGA的辅助设计和算法优化,并利用FPGA的丰富资源实现多通道相位计算的并行处理,从而在需要进行复杂数学运算的条件下达到相位高速反馈控制的目的.     

基于FPGA的数字核信号处理系统的研究

核能谱是核物理研究、射线探测和核技术应用领域中获取的重要信息,对其测量技术的改进一直为热点研究问题。论文基于FPGA设计一套数字核信号处理系统,对高速ADC采样后的数字核信号通过FPGA控制的高速USB接口电路,直接传送给计算机的测试平台以实现核信号的离线处理,同时该数字核信号在FPGA中实现其滤波成形、堆积识别,基线恢复等功能,得到的能谱通过USB接口传送给计算机。通过测试,系统既能实现原始核信号的传输与保存,又能实现数字核信号的在线处理。     

基于基线自动恢复技术的数字多道能谱仪

不同放射性强度的测量应用中,探测器输出核脉冲信号的基线将发生漂移,进而造成多道能谱仪的谱线漂移和能量分辨率损失。尽管采用数字基线估计方法可以对核脉冲信号的基线进行正确估计,但纯数字基线恢复算法无法有效处理核脉冲信号基线漂移对前端电路的影响。采用最小平均值基线估计方法,先在现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)中进行数字基线估计;然后通过SPI总线将基线估计值传入微控制器(Micro-Controller Unit,MCU),MCU根据基线值判断是否进行基线调节,将基线估计值传入数模转换器(Digital-to-analog Converter,DAC);最后在前端电路中实现核脉冲信号的基线恢复。基于La Br3(Ce)探测器的测试结果表明:采用该基线自动恢复技术的数字化多道能谱仪能够实现核脉冲信号的基线自动恢复。在高放射性测量条件下,测量系统能够解决因基线漂移引起的谱线漂移问题,使系统能量分辨率保持稳定。     

基于软核的数字化多道脉冲幅度分析器

介绍了一种数字化多道脉冲幅度分析器(DMCA),该系统采用数字梯形滤波成形等数字信号处理方法进行核脉冲信号处理,采用NOISII软核处理器进行数据处理,所有数字功能均在单片FPGA中实现。测试表明,该系统转换增益可达4 096道,最大脉冲通过率可达200 kcps以上。     

基于NiosⅡ和SD卡的数据采集系统的设计

在NiosⅡ软核处理器上采用SD卡设计了一种嵌入式文件系统,并在该文件系统和FPGA的基础上设计了一种便携式数据采集系统.     

基于FPGA的数字核脉冲高速传输系统设计

针对高速数字核脉冲采集中的实时传输问题,提出了一种基于FPGA和USB的传输结构。该结构采用现场可编程逻辑阵列(FPGA)作为核心控制器,并通过乒乓操作原理对高速核脉冲进行采集,定义特定的简单可靠的传输帧结构。利用USB与PC机通信,既实现了高速数据的实时传输又真正实现了"即插即用",提高了整套系统的实用性。实验测试验证了该系统的高效性。     

基于FPGA的Manchester编解码及快速数字化电源通信的实现

本文将介绍使用Altera公司的开发软件Quartus Ⅱ 6.1进行VHDL[1]编程,实现FPGA的曼彻斯特编码、解码的仿真与设计,FPGA与DSP之间的SPI通信,及由光纤传输的曼彻斯特编码通信在数字化电源控制器上的应用.     

核信息终端FPGA控制设计

描述了核信息终端数据采集系统中FPGA的控制功能设计与实现。根据终端数据采集系统的硬件结构,采用VHDL语言对FPGA的控制功能进行了模块化设计,实现了高速数据的采集控制、数据缓存与传输等功能。结果表明,运行结果满足终端对数据采集的功能需求。     

基于ARM的多通道SPI Flash控制器设计

提出了一种以STM32F103ZET6为核心微处理器的多通道SPI Flash控制器,采用GPIO口模拟8组SPI时序控制8个flash芯片同时进行读、写、擦除,并通过图形用户界面进行人机对话。实验结果表明该设计可实现对8个Flash芯片的有效控制。     

嵌入式网络化核辐射测量仪器的设计

介绍了嵌入式网络化核辐射测量仪器设计与实现.由于现有的核仪器常采用串口传输方式与计算机进行通讯,其设计简单,操作方便而被广泛采用.但随着人们对远程数据采集的需求,资源共享的呼吁,系统设计出在单片机中嵌入TCP/IP协议栈,实现了核数据的以太网传输,并将多台仪器通过网络连接起来,可将仪器网络化.在实现远程数据采集、资源共享的同时,可降低系统的成本,提高系统的可维护性.     

FPGA用于核电仪控系统安全关键技术解析

为适应FPGA技术的快速发展,推动其在核电仪控系统领域的应用,在分析FPGA技术特性的基础上,从系统安全设计原则、开发过程、硬件设计、工具选用、商品级物项使用方面对该技术应用于核电仪控系统的安全要点进行了分析,提出了对应的技术措施。