用于SAW无线无源传感系统阅读器的DDS设计

直接数字频率合成器(DDS)具有转换时间快,频率精度高,频带宽等特点,作为现代电子设备的重要部分,现已广泛应用于电子领域。该设计将现场可编程门阵列(FPGA)与DDS相结合,采用自顶向下的模块化设计思想、反馈网络的流水线结构及频率自增设计,以达到扫频效果,并基于CORDIC算法实现相-幅转换,以降低硬件资源消耗,最终在Quartus Ⅱ开发环境中进行仿真测试。经CORDIC算法计算后输出的正弦波和余弦波幅值分别为32 768和56 758(16位十进制),输出的正弦和余弦值与预期结果相比,其相对误差仅为6.1×10^-5和9.9×10^-5。仿真结果表明,该设计方案能有效地解决传统声表面波无线无源传感系统中DDS杂散分量大,时延高及功耗高等问题。     

FPGA远程配置在远程实验系统中的应用

介绍了FPGA远程实验系统的组成、工作原理以及远程配置,着重介绍FPGA远程实验系统的远程配置的原理及具体实现,即在ARM微控制器的主导下,通过以太网实现FPGA配置数据的传输和下载,然后由ARM作为时序控制器,通过FPGA的从串(slave serial)配置方式,完成FPGA的远程配置。在FPGA配置的同时,通过研究配置管脚输出的波形,来验证FPGA从串配置模式下的配置原理。     

基于FPGA的快速图像纹理特征提取方法的研究

图像特征的一个重要分支就是纹理特征,它体现了不同图像和物体的形态、大小、分布、方向等重要参数,对图像特征识别起到决定性因素。但是纹理特征提取的过程十分复杂且计算量巨大,为了解决这个难题,提出了一种在现场可编程逻辑门阵列(FPGA)平台下实现纹理特征提取新方法。首先对基本图像特征算法做了并行化的优化,从算法的数值范围和表示精度两个角度,做了相应的分析和误差控制,从而适应FPGA的运行。然后对FPGA的数据流传输提出了一个高效率的解决办法,该方法对其中的主要模块采用了流水线优化,并采用寄存器配置模式,从而在线地修改参数,适应不同的图像大小和卷积核等环境变量。结果表明,在同等功耗条件下,可以达到10倍于CPU的性能,达到了快速提取特征的目的。     

基于FPGA的柔性直流实时仿真技术及试验系统

未来柔性直流输电技术大容量、高电压、远距离的发展趋势,对现有的柔性直流仿真建模技术提出了更高的要求。为了建立更符合控制保护装置测试需求的大容量、高电压、远距离柔性直流实时仿真模型,提出了适用于各种子模块拓扑结构且能灵活定义模块级故障的模块化多电平换流器(MMC)等效建模方法,采用基于现场可编程门阵列(FPGA)技术实现灵活柔性直流换流器算法,通过双向高速通信板卡GTFPGA在实时数字仿真器(RTDS)中实现灵活自定义的柔性直流MMC仿真建模,为未来含新型子模块拓扑结构的大容量、高电压、远距离柔性直流工程的控制保护特性研究及其闭环试验,提供有效的实时仿真试验系统和重要的仿真技术支持。     

基于多FPGA的电力电子实时仿真系统

大功率复杂电力电子装置通常需要实时仿真系统来加速装置开发和功能验证。然而,商业化电力电子实时仿真系统均由国外公司垄断,价格昂贵,系统升级维护费用高,开放性差,仿真容量和接口数量也受限。为此,文中提出了一种基于多现场可编程门阵列(FPGA)的实时仿真系统的实现架构,以多片FPGA作为并行核心运算单元,有效增加仿真容量和缩短仿真步长。分析了数据实时传输的需求,并提出了一种满足通信需求的增强型串行外设接口(SPI)通信方式。基于该架构自主开发研制了实时仿真平台,并采用硬件描述语言构建10kV 12级联H桥静止同步补偿器(STATCOM)电路模型进行系统实时仿真验证。实验结果表明:实时仿真步长可以达到2μs,实时仿真波形与MATLAB仿真波形误差在0.5%以内。     

基于FPGA的设计继承方法

FPGA的正确性不单单由代码来确定,还需要FPGA开发工具完成整个设计流程后形成正确的电路才能保证设计的正确性.为提高FPGA在实际工程中的开发效率,引入后端工具指导布线法、布局布线工具设计保持法这两种设计方法,通过设计工具使关键信号或者未更改部分的电路布局布线信息继续保留,因此大大减少因部分模块更替对以通过充分测试部分的设计的影响.在工程实践过程中,后端工具指导布线法仅对布线约束控制在40条以下的工程效果较好,但流程较简单;布局布线工具设计保持法流程较复杂,但保持的布线数量可达成百上千条.两种方法各有优劣的地方,设计人员应根据不同的工程需求,选择合适的方法来实现设计继承,以提高调试效率.     

基于大容量FLASH存储器的FPGA重构系统的设计与实现

随着FPGA在各种工业应用越来越广泛,FPGA重构技术在快速的FPGA自动测试中应用越来越广泛.传统的基于JTAG方式和基于配置芯片的FPGA重构方案由于存储配置时间长,配置芯片成本高等原因越来越满足不了快速的多重配置需求.提出了一种基于大容量FLASH存储器的FPGA重构技术,方案采用FPGA作为主控制器,大容量FLASH芯片用于存储目标FPGA的配置数据,可以实现绝大部分不同型号的FPGA器件的快速多重重构,从而满足FPGA芯片快速自动测试需求,提高了整体程序开发和测试效率,节约了芯片的测试成本.