导航计算机测试系统的研究与实现

在分析了某型捷联惯性导航计算机的测试需求的基础上,提出了基于FPGA+PCI架构的嵌入式导航计算机测试系统方案。系统的运行由上位机程序通过PCI总线控制,接口扩展通信板卡作为系统主要的硬件设备,由FPGA实现各个测试通信接口的扩展任务。主要研究了系统总体设计方案,并对系统的软硬件进行了设计,通过系统测试验证了设计的正确性。     

电控组件测试系统研究

分析了路内测试及总线测试的基本原理,提出了电控组件PCB板检测系统的软硬件设计方案.该系统采用研华工控机作为上位机,通过PCI输入输出板卡连接控制器控制开关矩阵,对待测电路板加载测量信号,并实时采集输出信号,通过接收到的输出信号判断PCB板是否工作正常,同时还可生成检测报表.检测试验证明,该系统可以自动对电控组件PCB板的功能进行检测,检测结果准确,且能提供故障提示信息.     

一种导航计算机检测设备

本文提出了基于虚拟仪器技术和自动化测试技术相结合的导航计算机检测设备。设备的上位机运行LabVIEW程序产生载体姿态信号,将信号通过RS232传输,最后在基于FPGA的硬件电路上产生与真实陀螺相同的输出信号。被测导航计算机在此输入信号下工作并给出导航计算的输出结果。数据采集由上位机完成,并以此评判导航计算机的状态,完成现场快速测试和故障诊断。本文主要论述上位机的工作,对FPGA的应用也作了简单介绍。     

PCI Express总线及其应用设计研究

首先对目前最为流行的PCI Express总线技术作了介绍，并对其数据的封装及传送流程作了概括，指出其作为第三代总线接口（3GIO）的技术优势。然后重点针对PCI Express总线技术在应用设计中存在的困难，探讨了三种不同的基于PCI Express的系统解决方案，对比分析了各方案的优缺点和适用场合及资源开销，以便开发人员根据不同的需求选用合适的方案快速高效地完成开发。     

一种用于风电场监控系统的硬件及软件集成方案

在研究风电场可控性的过程中,采用PCI总线数据采集卡对现场信号进行采集,通过上位机监控部分对采集的信号进行分析和处理,通过总线适配器将上位机的命令传送到单台风机。     

基于FPGA的可配置时序信号发生系统设计

为了满足测试环节对特殊时序信号的要求,设计了一种可配置时序信号发生系统,可实现多路时序信号的输出。该时序信号发生系统由上位机和下位机两部分组成,上位机软件对输出的时序信号进行配置,下位机采用STM32+FPGA相结合的硬件结构,实现配置后的多路时序信号输出。由于下位机的STM32芯片与FPGA采用两个不同的时钟,因此在FPGA内使用异步FIFO实现与STM32芯片的数据通信,有效实现了两者之间的并行数据传输。     

高速串行总线RapidlO与PCI Express动态可重配置设计

通过分析当前串行RapidIO协议与PCI Express协议,利用RapidIO与PCI Express在物理层的共同特性,针对多种高速串行接口协议SoC系统设计需求,提出了一种共PHY的高速SoC设计。通过FPGA的动态重配置功能,使用FPGA串行高速收发器GTX,动态转发RapidIO和PCI Express协议包。利用FPGA上的重配置分割,将控制器上层多路选择器放入可重配置部分,实现DMA到多路选择器的可重配设计。实验测试使用两片Virtex-72000T FPGA芯片互联,传输的峰值吞吐量可以达到9.5 Gbps,资源利用率降低到原来的72.8%,系统的灵活性大幅提高。     

通信技术在三坐标测量系统中的应用

三坐标测量系统中,通讯技术对三坐标测量机的精确控制起着重要作用,文中介绍了基于FPGA的三坐标测量系统中上位机、桥接卡及控制卡的通讯系统的设计。该系统采用FPGA实现数据的收发,配合C8051F021单片机进行数据的编码、解码,通过RS232总线和I2C总线,实现了上位机和控制卡之间的数据传输,由于FPGA程序采用并行执行的结构,且处理速度远高于其它逻辑芯片,因此大大保证了系统的安全性和数据传输的准确性。     

基于交替采样的频谱分析模块设计

采用时间交替采样技术,基于FPGA高速信号采集结构,设计了基于实时交替采样技术的频谱分析系统,实现了高速数据采样和频谱分析模块;系统完成了FPGA的快速傅里叶变换,有大量复杂的逻辑控制,是用FPGA设计实现的;给出了模拟前端控制电路中重要模块的设计思路、FPGA算法实现过程及测试结果,同时将频谱信息输出到上位机保存显示。     

基于PCI9656的PXI总线接口设计与实现

PXI总线凭借其开放式架构和PC技术的低成本优势,使之发展为自动化应用、测试和测量的标准化平台,因此有必要对PXI总线接口技术进行深入研究。针对PXI协议由PCI和Compact PCI扩展而来的特点,详细分析了PXI扩展信号的信号特征和实现方法,通过Altera公司的FPGA控制PCI9656专用芯片的方法对PXI外围模块接口进行设计,并以Verilog语言的PCI9656控制器为例介绍了PCI9656的控制方法。设计通过FPGA配合PCI9656的方案为快速、高效的设计64位PXI接口提供了一种有效的方法。     

基于Camera Link接口的高速视频图像采集系统

针对高速工业相机摄像过程中图像数据量大导致数据传输及存储困难的问题,提出了一种基于Camera Link接口的高速视频图像采集方案。Camera Link接口采用高级配置模式,并行传输8路像素数据、时钟信号及控制信号。现场可编程门阵列(FPGA)芯片生成图像采集模块及外围存储模块的时序控制逻辑。图像采集系统首先缓存像素数据于芯片内部FIFO,然后在SDRAM控制器的操作下将像素数据转移至8片同步动态随机存储器(SDRAM)中。实验结果表明,图像采集系统能够完成对分辨率1 280×1 024、帧频500f/s、位宽8bit高速视频图像的采集及存储。     

基于LVDS的存储测试系统的设计

本文研究设计了基于LVDS的存储测试系统,整个系统的设计思路是首先在LVDS接口芯片端接收由采集器件采集到的大量数据,并将接收到的差分信号数据转换为TTL信号。然后由FPGA控制将数据写入FLASH存储器中,最终通过输出接口由计算机来读取存入存储器的数据。     

塔机信号采集与存储系统的设计与实现

设计了塔机安全监控管理系统的信号采集和数据存储系统。信号采集子系统将起吊重量、起升高度、塔机变幅、回转角度、风速、电机电压、电机电流、电机温度等传感器采样到的模拟信号,经过阻抗变换、低通滤波等处理后传送至处理器的A/D转换模块,实时地将模拟信号转化为数字信号。处理得到的数字信号经过核心处理器的运算等处理后,直接送至数据存储模块。数据存储子系统通过文件管理芯片与处理器建立USB主-从机的工作方式,将数据存储至U盘中,为分析塔机工作状态提供依据。     

微小卫星固存控制系统设计与实现

针对微小卫星对在轨数据采集、存储、下传等功能灵活性的迫切需求，掌握星上单机在不可监测弧段的状态数据信息，提出了一种基于FPGA的星载固态存储器控制系统。基于Verilog HDL语言通过自顶向下的RTL级设计，实现将全轨道遥测及GPS数据的实时存储，并能通过上注指令对NAND Flash中特定地址段数据进行下传，从而在地面进行多角度的分析及挖掘。经多发卫星型号在轨验证，已经实现批产，该固存控制系统能够连续存储488天延时遥测和452天GPS数据，在满足数据吞吐率的基础上，误码率低至816×10-9，通过增加仲裁、状态超时、坏块管理和三模等功能，使其具有超高的鲁棒性、稳定性、抗单粒子特性，该系统完全满足新一代微小卫星对固存灵巧搭载的应用要求。     

基于WinCE的I／O控制软件设计

为了实现ARM芯片对FPGA等外部设备的控制,分析了WinCE系统的虚拟内存模型,通过虚拟内存映射,配置芯片寄存器,将地址总线上的外部设备的物理地址映射到CE系统的虚拟地址,然后使用指向虚拟地址的指针读写外部设备的I／o端口,实现了应用软件对外部设备I／O端口的控制。本模块已应用于仪器开发项目中,具有实际的使用价值。     

基于1394b总线的图像采集传输系统设计

视觉导航已经成为微型飞行器的主要导航方式之一,为了给视觉导航技术的研究提供验证平台,设计了一种数字图像实时采集传输方案,以IEEE 1394b高速光总线作为传输协议,以FPGA为控制核心生成图像传感器时序控制逻辑、FIFO缓存模块以及1394b协议链路层IP核.图像数据经FIFO缓存后打包成1394b格式的数据包,经过电光转换后通过光纤发送给插有1394b采集卡的计算机,利用Visual C++对接收到的数据进行处理,实现了图像的显示和存储功能.测试结果表明,系统的平均传输速率为123.264 Mb/s,能够满足系统的实时性要求.     

基于FPGA的多路交流信号同步采集系统的实现

分析了传统微机继电保护数据采集及存储结构,提出一种多路交流信号同步采集的设计方案。设计采用自顶向下的设计方法,使用一片FPGA完成A/D采样控制和数据存储的集成。解决了传统的数据采集系统运行效率不高,软件编程复杂的问题,实现了数据同步采集及存储和通道可选择控制等功能,此外给出了使用嵌入式逻辑分析仪的测试结果。     

基于VB编程的内存泄露检测

在计算机系统中,内存泄露常常容易诱发各种系统问题,比如系统宕机、重启等,给实际计算机应用系统造成非常严重的危害。在系统研发阶段,需要检测内存泄露是否存在,从而改进系统,进而提高系统的健壮性。为了有效地检测系统可能存在的内存泄露问题,运用基于Visual Basic编程的算法,通过对计算机进程的内存消耗数据进行数理统计,能够快速地寻找出发生内存泄露的进程。实验结果证明,本方法是切实可靠的,能够有效地预防计算机系统内存泄露,进而避免由于系统崩溃导致的损失。     

基于实时数据库的激励式仿真机OPC异步通讯研究

本文通过介绍OPC技术的工作原理,结合激励式仿真机的工作机制,给出OPC异步通讯的开发方法及使用Visual C＋＋6．0的具体实现。根据仿真系统支撑平台的实时性要求,利用内存映射文件建立系统运行的实时数据库,即通过内存映射文件开辟共享内存区并对其进行数据操作。该方法既能实现多个进程数据的共享,又保证了实时的响应速度以便在Ovation DOS服务器数据库中读写数据。具有数据传输速率快,安全可靠性高的优点,在火电厂自动化中有很强的通用性和实用性。     

电子干扰吊舱通用自动测试系统设计与实现

针对专用自动测试系统被测对象单一的问题,研制了一套通用电子干扰吊舱自动测试系统,可实现不同型号的电子干扰吊舱的自动测试.该系统硬件以测控计算机为核心,以基于GPIB总线和VXI总线的测试资源为组成部分,采用了接口适配器、测试资源可互换技术、多线程技术和防差错处理等方法提高系统的性能和可靠性.系统实现了测试结果文件的保存...