一种基于AND-LUT的混合FPGA结构

提出了一种混合FPGA新结构--新颖的AND-LUT阵列结构.其创新之处在于由可编程逻辑簇(Cluster)和相关的连接盒(CB)组成的可编程逻辑单元片(Tile)可以根据应用需要灵活地配置成PLA或LUT,前者较适合于高扇入逻辑,后者较适合于低扇入逻辑.因此,结合两者优点的新颖AND-LUT阵列结构在实现各种输入的用户逻辑时都能保持很好的逻辑利用率.MCNC电路测试结果进一步表明,同一逻辑电路在文中提出的混合FPGA新结构中实现与在基于LUT的对称FPGA结构中实现相比,面积平均可节省46%,因而大大提高了FPGA器件的逻辑利用率.     

一种新型的FPGA芯片FDP2008

A novel FPGA chip FDP2008 （Fudan Programmable Logic） has been designed and implemented with the SMIC 0.18μm CMOS logic 1P6M process. The new design method means that the configurable logic block can be configured as distributed RAM and a shift register. A universal programmable routing circuit is also presented; by adopting offset lines, complementary hanged end-lines and MUX ＋ Buffer routing switches, the whole FPGA chip is highly repeatable, and the signal delay is uniform and predictable over the total chip. A standard configuration interface SPI is added in the configuration circuit, and a group of highly sensitive amplifiers is used to magnify the read back data. FDP2008 contains 20 ×30 logic TILEs, 200 programmable IOBs and 10 × 4 kbit dual port block RAMs. The hardware software cooperation test shows that FDP2008 works correctly and efficiently.     

高速芯片设计中时序的研究

高速芯片设计中所有时序的容差都非常小,而互连延迟在整个时序预算中所占的比例随着速度的升高而变大。因此为了满足其高速性能,一方面要精确地定位电路各部分的延迟模,另一方面必须把实际布图后互连延迟信息返标到逻辑综合环境。文章结合ＢＡＰ１０２４芯片的设计,对这方面进行了研究。     

基于随机非线性微分方程的振荡器相位噪声研究

根据振荡器电路的时变非线性特性 ,运用一种通用的相位噪声理论 ,通过对噪声源随机过程建模 ,求解具有严格数学意义的随机非线性微分方程 ,得到一个常数 c来描述时间抖动和频谱扩散。分别用基于随机非线性微分方程和线性时变的方法求解 ,结果表明线性时变得到的相位噪声频谱在基频附近分布的能量之和超过载波能量 ,在物理意义上有一定不足 ;而文中的相位噪声分析结果表明相位噪声只改变能量的分布并不能使能量显著增加 ,得到的结果为设计电路时减少相位噪声影响提供了思路。     

一种基于椭球约束的加速度计粒子群优化静态修正方法

研究了微机电系统加速度计基于椭球约束的静态修正法。根据微机电系统加速度计输出数学模型,采用标准粒子群优化算法估计微机电系统加速度计的输出数学模型中的刻度因数、零偏及正交误差。实验结果表明,该方法有效剔除了采样过程中的随机误差,粒子群优化方法的引入,使得微机电系统加速度计输出能够准确地反映其真实值。     

基于EEMD模糊熵和GK聚类的信号特征提取方法及应用

提出了一种基于集合经验模态分解模糊熵和GK聚类相结合的方法,应用于滚动轴承的故障诊断中。首先,利用EEMD方法将故障信号分解成多个本征模态分量来消除模态混叠影响;其次,通过相关性对IMF分量进行筛选,并求取其模糊熵作为特征向量进行GK聚类分析进行模式识别。在实验分析中,通过模糊熵、样本熵、近似熵3种特征参数的对比,和GK聚类与FCM聚类的对比,证明了该方法的有效性和优越性。     

基于盲源分离的运动想象脑电信号特征提取方法的研究

运动想象脑电信号被广泛应用于脑机接口系统中。针对如何准确有效地提取运动想象脑电信号特征的问题,通过分析运动想象脑电信号时域、频域和头皮空间域的特征,提出了以小波变换为预处理,并利用二阶盲辨识算法和信息论特征提取算法相结合获取的空间滤波器,从时域、频域和头皮空间域对运动想象脑电信号进行特征提取的方法。实验结果表明,采用时域、频域和空间域提取特征的方法性能有明显提高,并且将二阶盲辨识算法和信息论特征提取算法相结合获取的空间滤波器能够反映更真实的大脑源活动。     

基于图像处理的电路板缺陷检测系统设计

针对传统电路板缺陷检测多为人工检测、速度较慢且成本较高的问题,本文研究设计了一款以图像处理为基础、利用现场可编程门阵列(FPGA)实现对电路板缺陷准确、高速的检测系统。在传统图像增强算法的基础上提出一种针对不同图像信息采用不同感兴趣区间的方法,增强效果显著;为减少电路板上标识字样对匹配算法计算速度的影响,提出一种去除丝印算法,将电路板上多余的标识字样取消,减少图像匹配的计算量,加快检测的速度;在传统绝对误差和算法(SAD)模板匹配算法的基础上采用去平均值法计算图像信息,减小光照变化带来的影响;将传统2算子Sobel边缘检测扩展到8算子边缘检测,边缘信息更加明显清晰。采用FPGA作为硬件平台,在Vivado开发环境下实现Verilog HDL硬件逻辑语言,下载到FPGA中实现。实验结果表明,系统的平均检测精度为98.53%,检测单张电路板的时间为8.204 s。本系统设计在检测精度和速度上都有明显提升,且造价成本低。     

P+RE变质对过共晶Al-Si合金组织的影响

采用P+RE对过共晶Al-Si合金进行复合变质。结果表明,P+RE复合变质对初晶硅和共晶硅均有很好的变质效果。五心瓣状初晶Si尺寸明显减小且棱角钝化,共晶Si由原来的长针状变为短杆状,微观组织得到明显的细化。同时也对P+RE的变质机理进行了论述。     

一种新型的自动化FPGA互连测试算法

针对FPGA结构中出现特殊互连资源的现状,提出一种基于改进型深度优先搜索的测试算法。该算法将所有可编程互连开关等价对待,互连资源以图的形式表示,给每条边设定权重并选择最小权重边连入测试线网,对互连资源进行遍历搜索,以测试互连资源开路和短路故障。实验结果表明,该算法能够覆盖FPGA结构中出现的特殊互连资源,具有高度自动化的特点。