基于PCIe接口的高速数据采集系统

为了提高数据采集系统采样率和数据传输速率以及通用性,设计了一种基于PCIe接口的光传输高速数据采集系统。FPGA控制不同AD子板进行高速数据采集后,数据通过光传输Aurora协议实现光口和SSD进行大量数据传输和缓存。最后通过PCIe接口将数据上传至上位机。该系统能够稳定、长时间采集数据,能够实现最大传输速率为2 GB/s、最大数据存储量为60 GB的数据传输与存储功能。     

基于光纤千兆以太网的多路LVDS接收传输系统

为了满足飞机发动机参数信号高速采集传输的需要,文中设计了一套针对多通道LVDS接口的高速数据接收传输系统。采用Kintex-7 FPGA芯片和光纤收发模块为核心架构,实现多路信号时分复用,基于Aurora光纤协议完成数据中间传输,最后使用TOE技术实现千兆以太网与上位机通信。测试结果表明,该系统最高数据传输速率能实现875 Mbps,并且具有较好的实时稳定可靠性。     

基于USB总线的GPS数据采集系统设计

通用串行总线(USB)是一种高传输速率的串行接口总线，由于它具有即插即用、易于扩展和高速传输的特点，非常适合作为现代智能仪器的通信接口。现在被广泛应用于计算机的各种外设、数字设备和工业领域当中。对USB技术应用于GPS数据采集系统的可行性进行了分析，并重点介绍了硬件设计、设备固件设计、设备驱动程序设计及应用程序设计等方法。     

光电跟踪设备数字视频图像信息光纤传输系统设计

为提高光电跟踪设备中数字视频图像信息的传输带宽,增强图像传输抗电磁干扰能力并减轻导电环配线工作量,开发了应用于光电跟踪设备的数字视频图像信息光纤传输系统。利用光纤传输抗干扰性强、带宽高等优势改善了数字视频图像信息的传输质量,增大了数据传输的容量。在发送端将并行的数字视频信息串行化,提供给光纤模块,电信号转换为光信号,通过光纤传输到接收端;在接收端光纤模块将光信号还原为高速的电信号,再经解串行化还原为原有的数据格式。场同步、行同步以及数据信息组合传输,经处理的时钟信号作为全局时钟单独传输。实验结果表明:利用光纤传输高速数字视频信息,图像正确,带宽达到1.25 Gbit,相机时钟频率可达62.5 MHz,数据传输延时为222 ns左右,最大为236 ns,时钟信号的边沿可对齐数据的有效位置。     

基于改性型UDP和CIGI的光纤 光栅高速解调技术研究

为了实现光纤光栅传感的实时监测以及高速数据采集和准确分析,提出了一种基于改进型UDP和数据封装协议CIGI的光纤光栅解调系统方案。该系统网络传输层采用改进型UDP协议,通过单次传输N个数据包的改进型ACK应答机制,利用16位AD对256像素线阵光电阵列扫描的FBG反射谱光强数据进行采集,根据CIGI通用图像接口数据封装协议对光谱数据进行打包,通过千兆以太网接口实现解调仪与上位机的原始帧数据的通信,提高了传感数据的传输速率和可靠性。在LabVIEW环境中设计的交互界面上实现FBG反射谱的监控和传感数据的解调结果显示。通过准分布式多点FBG传感的实验数据采集测试及网络通信抓包数据结果表明,该传感监测系统能够有效利用以太网通信实现FBG光谱信息的实时传输,采样率可达到16 kHz,能够满足光纤光栅传感实时数据的高速采集和处理要求。     

全彩发光二极管交通诱导屏光纤传输系统

设计了光纤传输系统以实现交通诱导屏图像数据的远距离实时传输。针对原光端机的诸多缺点,提出了传输系统的设计方案,构建了完整的系统结构。依据以太网相关传输协议对物理层和数据链路层的设计思想进行了分析,给出了系统中重要模块的设计方法,并对内存寻址和带宽估计进行了精确计算。测试结果表明:利用单芯光纤可完成最大分辨率为1 024pixel×768pixel,刷新频率为60Hz的图像源的实时传输,最大传输速率达1.5Gbps,距离为5～10km。与原传输方案相比,该方案减少了额外光端机设备,光纤利用率提高了80%,并利用接收端级联减少了光纤铺设成本。系统能够满足城市交通指挥中心对诱导屏实时信号的传输要求,传输性能可靠,已应用于现行交通诱导系统中。     

基于PCI9054与FPGA的高速低电压差分信号接收器设计

在图像处理和一些特殊应用中,需要在较远距离上高速传输数据,现有的标准串行接口无法同时满足传输距离和传输速率的要求,因此需要设计一种新的高速串行通信方案。本文基于PCI总线较高的数据吞吐率,设计了一种以PCI9054为桥接芯片,FPGA为局部总线控制器,高速双端口RAM为接收缓冲器并采用中断与DMA传输方式相结合的高速低电压差分信号(LVDS)实现方案,通过实验验证,该方案通信速率达到了50Mb/s。     

多路高清图像组合编解码光纤传输技术北大核心CSCD

针对多传感器视觉设备中高清相机的图像数据流量大、传输带宽要求高的特点,设计了一种基于FPGA的多路高清图像组合编解码器。其采用有限状态机工作方式,对像素数据进行重组编解码,并对多通道图像数据进行通道时分复用编解码,有效利用了光纤传输带宽。另外通过插入一种并行扰码对图像数据进行伪随机码调制解调,提高了光纤串行传输的稳定性。仿真和测试表明:该技术在传输速率达到10.312 5 Gbit/s时,实际有效数据传输速率达到6.6 Gbit/s,传输系统稳定性高,可广泛应用于高清图像数据的远距离传输。     

基于异步FIFO的Camera Link数字图像光纤传输技术

为满足数字图像的远距离传输需求,设计用于传输Camera Link接口数字图像的光纤通讯系统。系统分为发送和接收两个部分,分别负责Camera Link数字图像到光信号的转化以及相应的逆变换过程。采用Cyclone I EP1C12 FPGA作为发送和接收板卡的逻辑控制核心。在发送板卡的FPGA内设计逻辑控制模块,操纵两个异步FIFO(先入先出队列),将接收到的数字图像缓存,用本地时钟读取后再进行串行化转换。在不改变数字图像时序关系的前提下,用本地时钟替换原有的像素时钟,消除像素时钟不稳定性对后续传输影响。实验表明,利用该技术可以有效提升光纤传输系统的适应性、稳定性,改善、消除由像素时钟抖动造成的传输图像抖动现象。     

车载以太网与传统以太网数据交互硬件设计

车载以太网逐渐成为汽车制造商设计与研发的重要方面。如何将以太网真正应用到车载领域,实现车载环境下数据的高速传输,成为目前研究的重点。本文设计了一种用于验证车载以太网实际连通性能和真实传输速率的电路板。该方案基于恩智浦公司的TJA1100收发器芯片可在Reserves MII模式下工作的优势,设计了BACK-TO-BACK电路板硬件,重点围绕TJA1100搭建硬件环境,为后续汽车生产商车载以太网节点的开发或车载AVB环境的搭建提供参考依据。     

基于PowerPC的数据采集及光纤传输系统

提出了一种基于PowerPC的数据采集及光纤传输系统,该系统以PowerPC微处理器为核心,通过其集成的PCI Express接口控制器和三速以太网控制器,扩展了除PCI Express外的多路PCI/PCI-X数据采集通道,并实现了1Gb/s的高速以太网协议接口逻辑.系统基于嵌入式Linux操作系统平台完成相关驱动软件的开发,实现了数据的高效率采集与高速光纤传输,具有低功耗、高带宽和高集成度等优点.测试结果表明:系统处于全效率运行状态,以太网接口传输速率可以达到1 Gb/s左右,满足了系统设计的要求,具有广阔的应用前景.     

超带宽无线通信中高速纠错编码硬件电路设计

超带宽(Ultra Wideband,UWB)系统具有高传输速率、低功耗、低成本等独特优点,是下一代短距离无线通信系统的有力竞争者。维特比(Viterbi)译码性能优越,在允许全并行情况下实现高速传输。文章研究并实现了一种Viterbi码在AWGN信道和基于OFDM调制的超带宽系统中的应用。     

多路采集的高速率无线网络系统设计

针对目前工业无线网络传感节点有效负载数据传输速率慢的问题,设计了一种基于Sub-GHz技术的高速率无线监测网络系统,该系统以超低功耗器件CC1310为硬件核心,采用多路采集的方式减少系统从节点部署。在节点物理层提出了一种通过修改底层射频参数拓展CC1310芯片通信带宽的方法;在数据链路层通过简化数据帧结构、采用直接轮询访问的方式实现射频传输,在保证系统可靠性的情况下提高系统数据传输速率。测试结果表明：当设备节点外接8路传感器时,系统数据传输速率可以达到377 kbps,完全适用于工业无线实时监测系统。     

实时以太网总线控制器设计

在总线式控制系统中,现场总线的传输速率和同步精度是影响多轴协同加工任务完成速度和精度的关键因素。为满足高速、高精制造装备对控制系统现场总线传输速率、同步精度的性能要求,解决工业通信总线信息安全问题,以国产FPGA芯片为平台,设计符合IEEE802.3规范的通用以太网接口电路,构建线型级联网络拓扑架构。通过研究工业控制过程数据与服务数据的通道传输原理,提出了一种通道映射的数据传输方法,使总线数据的传输效率得到提升。采用分布式时钟同步机制,利用时间戳计算网络传输延时和时间偏移,通过对总线控制器进行补偿达到同步控制的目的。实验结果表明,所设计的高精度同步实时以太网总线控制器,在100 Mb/s以太网链路中最小通信周期可达250 μs,网络各节点的同步精度小于50 ns,达到国际先进水平。     

深海传感器数据的自动收集与比对

文章应用高性能中央处理器,扩展多种通信接口,搭配大容量存储、实时时钟系统,以及对数据的协同处理方案,设计了深海传感器数据自动收集与比对系统。通过实验检验,系统能够可靠稳定运行,成功获取了多传感器的对比数据。     

高速CCD图像数据光纤传输系统

本文提出了一种多路高速CCD图像数据光纤并行传输系统,并应用于空间遥感相机中。设计并实现了单路有效数据率最高可达1.28Gbps的光纤传输通道。阐述了系统设计思想,光纤传输通道结构,并对其中的关键技术高速总线接口、高速串行光电接口等进行了详细分析。实际完成了5通道TDICCD图像数据光纤并行传输系统,总有效数据率高达5.7Gbps。通过实验证明该系统工作稳定可靠,实时传输效果好,无误码,满足了高速多通道CCD图像数据的高速率,远距离传输要求。     

基于高速信号采集系统累加平均算法研究

为改善高速信号采集系统在复杂噪声背景下重复信号的信噪比,实现触发频率自适应,文中设计并实现了基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的累加平均滤波算法。论述了使用累加平均滤波算法提高信噪比的基本原理,结合并行流水线结构的特点,搭建了算法的整体架构,具体分析了逻辑控制状态机和数据运算及两级缓存设计。经过调试仿真和光纤温度信号采集系统验证,该算法可在100 MHz全局时钟下对两路光纤温度信号进行高速采集与处理,并对比了光纤温度信号经过4 096次和65 536次累加平均滤波后的波形图,后者比前者信噪比提高了约5 dB。     

基于IEEE 1394b的光纤总线技术研究

针对我军现有电总线系统结构复杂、传输速率低、电磁兼容性差等问题,文中提出一种基于IEEE 1394b的光纤总线解决方案.文中介绍了基于IEEE 1394b的光纤总线结构,并对1394b的PCI总线接入、光纤总线接入以及光纤收发模块设计等关键技术进行了详细的研究.该总线由1394b协议实现总线管理,利用1394b对光纤接口的支持扩展光纤总线结构,通过PCI总线与微处理器连接,是新一代军用武器系统总线的发展方向之一.     

国内外产品信息

<正> 新型光纤美国纽约康宁玻璃公司研制成色散位移光纤,其能在同一波长的条件下,使色散和信号衰减都达到最小的程度,在波长为1.5微米时,每公里传输信号的衰减平均为0.21分贝。该光纤在高速传输数据方面不如配备有特殊激光器的单模光纤那样好,但它不需要价格昂贵的特殊激光器,因而更为实用。     

光纤放大器的应用进展

光纤放大器的出现解决了衰减和损耗对光网络传输速率与距离的限制.掺铒光纤放大器(EDFA)的使用,使超高速、超大容量、超长距离的波分复用传输、全光网络传输、光纤有线电视(CATA)系统、光孤子传输等成为现实.