FPGA配置过程监控系统设计

为了解决系统上电后FPGA应用程序配置失败的问题,设计了FPGA配置过程监控系统。深入分析了FPGA配置的工作流程,阐述了FPGA配置监控系统的核心监控电路、监控软件的设计思想、代码实现及仿真验证过程。最后,用MATLAB对实验数据进行分析处理,得出了FPGA器件的配置失败率和失败曲线以验证设计的可行性和优越性。实验结果表明:利用该系统可以使FPGA配置成功率达到100%,比传统设计方法的FPGA配置成功率提高了0.041%,满足了系统对FPGA配置应用程序成功率高、可靠性强的要求。应用结果显示,FPGA配置监控系统能及时监测出FPGA配置过程所出现的异常,判断分析出问题的根源,最终使FPGA应用程序在系统一次性上电后配置成功。     

高速实时数据采集智能控制器的设计与实现

文章以嵌入式和数据采集技术为基础,研究设计并实现了基于ARM+FPGA体系架构面向高速实时数据采集应用的一种实用新型智能控制器。本文阐述了主处理器ARM最小系统、协处理器FPGA最小系统和ARM与FPGA通信接口等硬件系统技术的实现,以及Linux FPGA字符设备驱动程序开发、协处理器FPGA控制程序和主处理器ARM应用程序设计。智能控制器运用FPGA并行运算处理结构的优势,控制ADC进行高速数据采集。FPGA还可配置成软核处理器-Nios II嵌入式处理器,与ARM构成双核处理器系统。智能控制器通过ARM实现对FPGA的管理控制、实时数据采集和丰富外围接口的通信。     

利用CPLD实现FPGA的快速加载

基于SRAM的FPGA由于其可编程、可升级的特性,被广泛应用于现代通信系统中。由于其易失性,每次上电后都需要重新对FPGA进行加载。随着通信系统复杂度的提高,FPGA配置文件越来越大,加栽时间越来越长,严重影响系统的启动时间。为了提高FPGA的加栽效率,在此提出一种通过CPLD进行FPGA串行加载的方案。通过验证,该方法既能能提高FPGA加栽效率,又能节省CPU和FPGA的GIPO管脚,降低系统启动时间,非常适用于现代复杂通信系统。     

FPGA最小系统的数字电源设计

文章介绍了一种FPGA最小系统的数字电源设计方法。FPGA最小系统的数字电源包括FPGA端口电压、内核电压、EEPROM配置芯片内核电压等部分。对数字电源产生、软启动、上电时序控制进行了设计改进,可以有效避免数字电源设计不合理造成的FPGA最小系统工作不稳定的设计隐患,对于稳定可靠的FPGA最小系统设计具有重要意义。     

基于FPGA的千兆以太网设计

千兆以太网拥有传输速度快、传输距离远、稳定可靠等优点,是当前嵌入式系统的应用热点。FPGA拥有丰富的逻辑和管脚资源,常用于高速数据处理和通信的嵌入式系统。本文描述一个基于FPGA的千兆以太网系统的设计,本设计在硬件上主要使用千兆以太网PHY芯片88E1111和Altera公司的StratixⅢ系列的FPGA,在FPGA的逻辑上实现NiosⅡ嵌入式系统和以太网的MAC控制器,在NiosⅡ系统的软件上移植入MicroC／OS-Ⅱ实时多任务操作系统和NicheStackTCP／IP协议堆栈。在FPGA上实现千兆以太网设计,有效提高了系统的可靠性和集成性,充分扩展FPGA的功能。     

FPGA自动加载系统设计实现

针对FPGA可以在每次上电时自动获取配置文件的需求,提出了一种由USB芯片和FLASH芯片、CPLD组成的可对FPGA上电后自动加载的系统。该系统可以通过USB芯片和CPLD将PC中的FPGA配置文件写入FLASH芯片,并且在CPLD的控制下将配置文件以PS模式配置给FPGA。测试表明,该系统可以在上电时自动对FPGA进行加载,弥补了FPGA掉电后数据消失的不足。     

基于网络和PowerPC系统的FPGA远程配置

在工程实践中,人们希望能远程灵活地配置FPGA,提出一种借助于网络实现远程配置FPGA的方法。当需要对FPGA进行重新配置时,使用传输层的TFTP协议,将配置文件由主控端通过Internet传输到与FPGA相连的嵌入式系统并保存起来,再由嵌入式系统产生被动串行配置FPGA所需的相应时序,完成对FPGA的配置工作。这样不仅节约了成本,缩小了系统体积,增加了系统灵活性,而且能根据需求的变化对FPGA进行远程配置。     

基于FPGA的高速数据采集系统的设计

传统的以MCU为架构的数据采集系统,在用于高速数据采集时往往力不从心,而FPGA以其并行的数据处理方式,可以更好地满足于工程数据的采集。本文结合高速FPGA的特点,设计了一套数据采集系统,应用FPGA的内部逻辑实现时序控制,以FPGA作为采集系统的核心,对采集到的数据通过USB口传输到计算机。该系统具有电路结构简单、功耗低、数据传输方便等优点,可用于电压、电流、温度等参量的采集系统中。     

面向对称体系结构的FPGA仿真模型研究

缓慢的软件模拟器给体系结构研究带来了极大不便,FPGA硬件仿真的模拟速度很快,但仿真系统的规模严重受限于FPGA的容量.较大规模的体系结构系统仿真采用多片FPGA互连,不仅增加了设计的复杂性,也增加成本.因此提出一种面向对称体系结构的FPGA仿真模型.经仿真系统评估,其仿真系统能够增大FPGA芯片的仿真规模,减少仿真系统对FPGA资源的需求,有效支持在有限的FPGA资源上进行大规模对称体系结构仿真研究.     

FPGA综合开发平台设计

FPGA发展十分迅速,现已广泛应用于通讯、自动控制、信息处理等诸多领域,越来越多的电子设计人员和高校大学生在学习学习、掌握FPGA技术。本论文研究的目的就是要设计一套实用的、系统的、适合于实验教学的FPGA开发系统,供在校大学生以及工程技术人员学习和熟悉FPGA的使用与开发。     

AD977A在脑电信号采集系统中的应用

脑电信号数据采集是脑电研究的基础,其中模／数转换是整个采集系统的核心。提出了基于FPGA和AD977A的脑电信号数据采集系统设计。给出了数据采集系统功能框图以及AD977A模数转换器的特点和工作原理,设计了基于FPGA的接口电路。该采集系统集成度高,电路可靠性好,通用性强。     

基于FPGA的高速数据采集系统设计

设计了一种以FPGA为主要控制芯片并通过串口与PC机进行数据通信的高速数据采集系统。FPGA内各个逻辑模块利用Verilog HDL语言进行设计,通过各功能模块分别实现高速模数转换芯片控制、数据采集处理以及与PC机之间的数据通信。系统发挥FPGA的并行数据处理能力,较传统以DSP和单片机为主要处理芯片的数据采集系统更能满足高速度、高稳定性、高实时性等要求。     

基于FPGA+ARM的多路光栅数据采集系统设计

为实现对多路光栅数据进行高速采集以及远程传输,设计了基于FPGA+ARM架构的光栅数据采集系统。该系统以现场可编程逻辑门阵列(FPGA)实现对多路光栅数据同时进行高速采集、存储和传输,以ARM微处理器为核心,实现数据处理和以太网传输功能,通过对以太网协议栈的移植,实现了与PC端以TCP/IP协议完成以太网通信。通过实验验证,证明该系统具有良好的准确性和稳定性,可以满足光栅数据采集及传输的要求。     

基于FPGA的高温数据采集系统设计

这是一个基于FPGA的高速耐高温数据采集系统,该系统采用FPGA作为控制器,采用Verilog语言控制时序,利用FPGA内部自带的RAM设计16位的FIFO,实现数据的缓冲存储,主要完成电平偏移、A/D转换控制、数据缓存FIFO三部分功能。系统所选器件都为耐高温低功耗芯片,适用于油田井下高温作业。仿真及实验测试结果显示,所设计的数据采集系统达到了预期的功能。     

基于FPGA的高速数据采集系统设计

针对实际中日益明显的单片机的较慢处理速度与越来越高速的数模转换器速率不能匹配的问题,本文分析了FPGA作为控制单元的特点,在此基础上设计了一个由FPGA控制的数据采集系统。提出了系统整体设计方案,自行设计了FPGA与A/D和MCU的硬件接口电路,并对如何应用FPGA实现数据采集系统的数据采集和数据缓存的逻辑控制,给出了详细的说明。对直流信号、交流信号进行了实际采集,实验数据证明,采用这种方法可以较好满足数据采集系统的实时性、同步性的要求,也增加了系统应用的灵活性。     

基于FPGA的高速实时数据采集系统

设计了以FPGA器件XC2VP20为核心处理芯片的高速数据采集系统.通过XC2VP20内部实现的高速状态机和相位延迟时钟作用,采用4片高速AD器件流水工作来提高数据采集速度,同时在XC2VP20内实现的DDR控制器的作用下,将转存到由Block RAM构成一级缓冲阵列中的采集信号送至由DDR构成的主存储器中.整个数据采集系统可实现百兆以上速度的实时采集.     

基于CPCI和光纤接口的数据采集卡设计与实现

设计了一套基于CPCI总线,PCI9054桥接芯片和可编程逻辑器件（FPGA）的高速数据采集卡。FPGA作为本地主控芯片,根据工控机经PCI9054转发的采集命令,通过光纤接口实现与雷达接收机的通信。采用高速RAM缓存数据,采集的接收机测试数据的分析结果可在工控机上显示,从而实现了对雷达接收机性能的快速测试。该采集卡具有较强的通用性和可扩展性,详细介绍了高速数据采集卡的组成和工作原理、硬件设计。     

基于FPGA的腔衰荡信号采集与处理系统设计

准确获取腔衰荡信号是腔衰荡光谱技术定量探测气体浓度的基础.针对腔衰荡信号的特征,设计了一种基于FPGA的腔衰荡信号采集与处理系统.系统以FPGA为主控制器,在触发信号激励下,通过FPGA硬件逻辑实现了腔衰荡信号的高速采集、多次采样结果的对应点累加平均和USB数据传输.测试表明,系统具有较好的准确度和稳定性(准确度在4‰范围内);实际应用于腔衰荡系统时,设计的采集系统与国外数据采集卡数据的一致性可达到99.4％.结果表明,该数据采集与处理系统可完全满足腔衰荡信号的采集要求.     

基于SOPC可重构的图像采集与处理系统设计

针对目前PC算法无法实现图像实时处理以及固定硬件平台很难实现算法修改或者升级的问题,设计一种基于SOPC可重构的图像采集与处理系统,实现了图像数据的片上实时处理以及在不改变硬件电路结构而完成算法修改或者升级的功能。此系统围绕两块Xilinx FPGA芯片进行设计,通过FPGA以及其Microblaze 32 bit软核处理器和相关接口模块实现硬件电路设计,结合FPGA开发环境ISE工具和EDK工具协作完成软件设计。由于采用SOPC技术和可重构技术,此设计具有设计灵活、处理速度快和算法可灵活升级等特点。     

基于FPGA的双通道汽车涡轮增压叶片温度采集卡研制

一种应用于汽车涡轮增压器叶片温度检测的双通道数据采集卡,该卡由峰值检测、串行A/D构成模拟电路和由FPGA构成整个数字电路而组成。重点设计了FPGA内部串并转换电路和FIFO,经仿真和实验验证,串并转换和FIFO的应用大大简化了采集卡的复杂程度,提高了系统的可靠性和稳定性,在信号高速处理方面具有一定的应用价值。