基于DSP和FPGA水下目标主动跟踪系统硬件设计

数字信号处理系统是水下目标主动跟踪系统的核心,采用了数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)设计了数字信号处理硬件系统,给出了硬件框图,介绍了各个组成芯片的功能,解决了DSP的硬件资源分配问题,完成了存储器接口设计、电源与散热设计以及FPGA接口逻辑设计.硬件平台具有强大的数字信号处理能力,合理的FPGA接口逻辑简化了DSP软件设计任务.试验结果表明,信号处理平台能够实时完成水下双目标信号的时延估计,估计精度高,满足了水下目标主动跟踪系统的要求.     

基于PXI总线的运动机构控制系统

基于PXI总线的运动机构控制系统,由位置控制板、接口电路、驱动单元、电机和执行机构等部分构成.外挂控制主机(IPC)通过MXI-3多系统扩展接口与PXI总线系统连接.其运动控制卡由DSP、4路D/A转换器、FPGA等组成.DSP完成位置和速度控制的PID调节.FPGA实现模块接口的逻辑功能.系统软件流程通过设定控制对象和运行给定值,及收集、发送运行状态信息完成其控制.     

基于功能的惯性平台机内测试技术

针对新型惯导平台的发展要求,结合机内测试技术对惯导平台进行了研究,通过深入分析平台的工作原理、测试方法、机内测试的原则,利用DSP+FPGA的技术和多传感器冗余知识对平台的功能进行了验证;提出了某型惯导平台的机内测试方案,对其中的测试内容、硬件选择和测试流程进行了详细的描述;应用表明该方案能较好地完成惯性平台的测试工作。     

宽带数字信道化接收机算法研究与硬件实现

对宽带数字信道化接收机进行了理论研究与硬件实现。该系统模型采用多相滤波结构,使用IFFT算法简化信道化多相滤波器结构与参数,并对各个信道进行下变频产生基带信号以便后续信号识别分析处理,信道化频带划分采用均匀且相邻信道50%交叠的方式。该系统硬件采用A/D转换芯片和FPGA芯片实现,A/D转换芯片完成宽带信号采集,FPGA芯片完成相关算法软件实现。该接收机结构具有设计灵活、实现简单、计算效率高、实时处理能力强、计算量低、FPGA硬件资源少等优点。     

基于FPGA 的La Gell 5/3 小波变换的硬件电路设计

为了对冗余的图像数据进行有效的压缩,提出一种基于FPGA的快速小波变换的方案。介绍了La Gell 5/3提升小波变换的原理,设计了适用于高帧频CMOS相机的La Gell 5/3提升小波变换硬件结构,采用Verilog硬件语言在QuartusII软件平台下对设计方案进行了实验,利用Matlab语言对图像进行反变换,并通过变换前与反变换后图像的比对,验证了算法的可行性。实验结果证明:该方案成功实现了基于FPGA的La Gell 5/3提升小波变换系统对给定图像的三级快速小波变换,相比较于DSP等硬件电路,更适合于高速图像实时处理的应用。     

基于工具软件的直接数字频率合成器设计方法

利用FPGA设计直接数字频率合成器(DDS),通常是采用硬件描述语言与原理图输入相结合的方法。对设计者的硬件基础要求较高,且要求熟悉硬件电路设计语言,综合性较强。提出一种基于DSP Builder的直接数字频率合成的设计方法,在DSP Builder软件中完成FPGA DDS的模型设计,在Simulink软件中完成图形界面下的建模、仿真和系统集成。设计实例表明:通过系统参数的设置可方便地对信号的频率及相位进行修改,继而缩短了研制周期,为DDS设计提供了一种新的设计方法。该方法无需编制复杂的程序代码,利用DSPBuilder软件友好的图形开发界面就可进行系统设计,且开发环境与QuartusⅡ软件交互性强,便于修改,具有良好的可重配性。     

基于DSP和FPGA的多总线通信接口设计

基于数字信号处理器(DSP)和现场可编程逻辑门阵列(FPGA)设计了一种嵌入式多总线通讯接口系统,实现了千兆以太网与1553B总线和CAN总线间的数据信息交互。DSP通过上层应用程序实现千兆以太网和1553B总线、CAN总线间的数据转换和处理。在FPGA内完成对1553B总线和CAN总线的逻辑控制和时序转换。对系统的总体方案设计、硬件构成、各模块功能的实现以及软件流程进行了设计和分析。在调试和试验过程中证实该系统通讯实时性强,性能稳定、可靠。     

基于简化的SVPWM 的PMSM 磁场定向控制系统

为促进数字信号处理器(digital signal processor,DSP)的实时计算,提出简化的空间矢量脉宽调制(space vector pulse-width modulation,SVPWM)算法。通过建立特殊的坐标系,将传统的SVPWM算法中的6个扇区的划分简化至3个扇区,使相应的计算更加简单。在永磁同步电机磁场定向控制的理论基础上,完成了伺服控制系统的硬件以及软件的设计。硬件电路的设计是以TMS320F2812和智能功率模块(PS21563-P)为核心器件,系统的软件设计中采用了磁场定向控制(field oriented control,FOC)算法及简化的SVPWM技术,系统采用电流环、速度环的双闭环结构,实现伺服系统的高精度控制。实验结果证明了简化SVPWM算法的可行性,同时,该伺服系统运行稳定可靠,具有良好的控制性能。     

基于CZT的频率细化方法的FPGA实现

在短持续信号的频谱分析中,由于受到采样时间及处理速度的影响,提高频率分析精度一直是工程实现的应用难题之一。文章给出了一种基于FPGA硬件平台的线性调频Z变换(CZT)的实现方案。试验结果表明:该方案与传统使用DSP实现方案相比,具有参数调整灵活、计算速度快的特点,具有较高的工程应用推广价值。     

基于FPGA 的交流伺服高精度反馈系统

利用FPGA高速并行处理的特点,设计了一种基于FPGA的交流伺服高精度反馈系统。给出了系统设计的总体思路,并设计实现了位置环、速度环和电流环反馈信息的高速高精度采集,将设计的系统应用于1 kW永磁同步电机交流伺服平台上进行试验。试验结果表明:该系统能克服DSP无法完成算法控制和反馈信息采集同时进行的缺陷,改善了反馈信息采集的实时性和精确度,有效地提高了交流伺服的带宽和总体性能。     

一种基于DSP+FPGA 的多路串口和以太网通信系统

为满足以太网、CAN 总线和多路串口通信的需求,设计一种基于DSP+FPGA 的多路串口和以太网通信 系统。介绍基于DSP+FPGA 多路串口及以太网通信系统组成和工作原理,分别对DSP 电路、FPGA 电路、电源电路 的组成结构进行说明,对系统软件的功能进行阐述。应用结果表明：该通信系统具有运行稳定、性能可靠等优点, 可满足项目研制的需求。     

嵌入式微惯导/GPS/磁力计组合导航系统设计

本系统是基于FPGA和DSP的嵌入式微惯导/GPS/磁力计的多信息融合的组合导航系统。该组合导航系统由石英音叉陀螺、石英振梁加速度计、GPS接收机、磁力计和基于FPGA和DSP的导航计算机、软件等部分组成。分别介绍了各主要组成部分技术参数、特点,并介绍了系统设计时的热设计、电磁兼容性设计等相关注意事项。     

一种新型组合惯导系统设计

结合自己的工程实践，介绍了一种基于浮点DSP和FPGA EP1K100结合的光纤陀螺仪（IFOG）组合导航系统。应用TI公司的TMS320C6713 DSP器件为系统的核心，利用FPGA实现系统所需要的逻辑电路功能，并对系统硬件平台的方案设计和软件设计进行了分析。分析结果表明，系统满足了组合惯性制导在数据处理方面的能力并且具有结构简单、可靠性高等特点，克服了传统的X86系统可靠性差、复杂、功耗大等缺点。基于浮点DSPTMS320C6713和FPGA结合的组合导航系统是该系统的核心部分。     

基于通用缝制设备控制平台的430F 套结机控制系统开发

为快速推出成熟可靠的缝纫机电控产品并节约开发成本,综合应用ARM、DSP和FPGA等嵌入式技术,开发一种基于嵌入式ARM主机和DSP+FPGA从机的通用缝制设备控制平台。在此平台基础上,开发了430F套结机控制系统。应用结果表明:该控制平台具有通用性好、开放性高、控制精度高、速度快、操作方便、成本低等优点。3 mm针距时最高加工速度达到3200针/min。     

FPGA+DSP在空中背景下运动目标实时跟踪系统中的应用

针对电视跟踪系统对飞行目标的检测与跟踪受到速度瓶颈的限制,设计出在TMs320c6416DSP的配合下,以Altera公司的EP2C70F672C6FPGA为核心处理器的实时电视跟踪系统。该系统利用FPGA强大的并行流水处理能力,实现视频图像的采集、预处理、运动目标检测、波门叠加功能,并利用具有快速运算能力的DSP实现模板匹配算法,以确认跟踪目标。结果表明,该系统能实时高效地完成目标检测与跟踪任务。     

基于DSP 扩展的多串口伺服控制器及系统

为适应弹载雷达导引头小型化低成本的发展需求,设计一款基于DSP 串口扩展的多串口伺服控制器。通 过开发DSP 串口复用功能,在仅有3 组SCI 收发寄存器的硬件资源下,协同完成方位和俯仰角度、角速度3 路传感 器数据以及1 路上位机数据的收发,实现了单DSP 架构下的2 维伺服控制系统设计。精简了FPGA 相关电路和软件 设计,为伺服控制器的低成本微小型化提供了技术支撑。实验结果表明：该系统工作可靠、性能稳定,适用于工程 应用。     

基于FPGA的Sobel算子的边缘响应算法实现

由于边缘检测等图像处理算法数据量较大，要求实时信号处理系统必须具有处理大数据量的能力。提出了一种用FPGA4-DSP实现图像实时处理的方案。介绍了用Sobel算子实现图像边缘检测算法的六个步骤以及用FPGA实现“边缘响应计算”和“非最大值抑制”的原理。FPGA对数据并行处理的特点，大大提高了图像信号处理速度，保证了信号处理系统的实时性。     

嵌入式技术在花样缝纫机控制系统中的应用

针对花样缝纫机的智能化控制问题,综合应用ARM、DSP、FPGA等嵌入式技术,开发花样缝纫机智能化控制系统。该智能化控制系统由嵌入式ARM主板、基于DSP＋FPGA的运动控制卡、带触摸功能液晶屏、主轴伺服驱动单元、进给轴驱动单元、输入/输出信号接口、系统电源等组成,可实现对花样缝纫机的高速、高精度运动控制。应用结果证明,该控制系统具有开放性好、控制精度高、速度快、功能丰富、操作方便、运行稳定、成本低、通用性好等优点,各项指标完全满足设计要求,市场前景非常广阔。