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基于NIOS II的頻譜分析儀的設(shè)計(jì)與研制

　　頻譜分析儀是微電子測(cè)量領(lǐng)域中最基礎(chǔ)、最重要的測(cè)量?jī)x器之一，是從事各種電子產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)的重要工具。高分辨率、寬頻帶數(shù)字頻譜分析的方法和實(shí)現(xiàn)一直是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[1]?，F(xiàn)代頻譜分析儀是基于現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理理論的頻譜分析儀，信號(hào)經(jīng)過(guò)前置預(yù)處理、抗混疊濾波、A/D變換、數(shù)字頻譜分析等環(huán)節(jié)而得到信號(hào)中的頻率分量，達(dá)到與傳統(tǒng)頻譜分析儀同樣的結(jié)果。　　本設(shè)計(jì)完全利用FPGA實(shí)現(xiàn)FFT，在FPGA上實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)建。其中CPU選用Altera公司的Nios II軟核處理器進(jìn)行開(kāi)發(fā), 硬件平臺(tái)關(guān)鍵模塊使
關(guān)鍵字： NIOS II 頻譜分析儀 FPGA

基于FPGA的SPWM變頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　由于脈寬調(diào)制技術(shù)是通過(guò)調(diào)整輸出脈沖的頻率及占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出電壓的變壓變頻效果，所以在電機(jī)調(diào)速、逆變器等眾多領(lǐng)域得到了日益廣泛的應(yīng)用。　　而電磁法作為一種地球物理探測(cè)的有效方法，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于礦藏勘探、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)等領(lǐng)域。電磁法儀一般包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)兩大部分。現(xiàn)階段，電磁法儀器的發(fā)射機(jī)部分一般直接采用等寬PWM技術(shù)，其電流諧波畸變率較大，電壓利用率不高，效率很低。　　本文利用FPGA技術(shù)，根據(jù)SPWM自然采樣法原理，設(shè)計(jì)了應(yīng)用于電磁法儀的發(fā)射機(jī)的SPWM系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)用到現(xiàn)有的電磁法儀器中，
關(guān)鍵字： FPGA SPWM Matlab

基于SOPC的SPWM脈沖發(fā)生器的實(shí)現(xiàn)

　　隨著電力電子開(kāi)關(guān)器件及技術(shù)的不斷發(fā)展，SPWM(正弦波脈寬調(diào)制)技術(shù)在逆變控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的SPWM驅(qū)動(dòng)芯片速度慢、不夠靈活，存在著電路設(shè)計(jì)復(fù)雜、體積大、抗干擾能力差、設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)，對(duì)于許多有特殊要求的場(chǎng)合，由專用芯片很難滿足實(shí)際的要求，因此，本文采用Altera公司的EP2C35F672C8N開(kāi)發(fā)一種基于可編程片上系統(tǒng)的SPWM脈沖波形電路，SOPC技術(shù)將微處理器和SP-WM波形電路整合到一塊FPGA器件當(dāng)中?？删幊痰钠舷到y(tǒng)SOPC(System 0n Programmable Ch
關(guān)鍵字： SOPC SPWM FPGA

基于Verilog HDL的SPWM全數(shù)字算法的FPGA實(shí)現(xiàn)

　　隨著信號(hào)處理技術(shù)及集成電路制造工藝的不斷發(fā)展，全數(shù)字化SPWM(正弦脈寬調(diào)制)算法在調(diào)速領(lǐng)域越來(lái)越受到青睞。實(shí)現(xiàn)SPWM控制算法的方法很多，其中模擬比較法因電路復(fù)雜、且不易與數(shù)字系統(tǒng)連接而很少采用;傳統(tǒng)的微處理器因不能滿足電機(jī)控制所要求的較高采樣頻率(≥1 kHz)而逐漸被高性能的DSP硬件系統(tǒng)所取代，但該系統(tǒng)成本高、設(shè)計(jì)復(fù)雜。與傳統(tǒng)方法相比，在現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器件FPGA上產(chǎn)生一種新的SPWM控制算法，具有成本低、研發(fā)周期短、執(zhí)行速度高、可擴(kuò)展能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)進(jìn)一步推動(dòng)了變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展。
關(guān)鍵字： Verilog HDL SPWM FPGA

基于FPGA的工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)設(shè)計(jì)優(yōu)化

　　基于以太網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)是工業(yè)市場(chǎng)中增長(zhǎng)最快的技術(shù)之一。大多數(shù)工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)使用IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)協(xié)議，因此這些網(wǎng)絡(luò)能夠傳輸標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。但每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都采用不同的技術(shù)來(lái)提供實(shí)時(shí)性能，一些采用定制硬件，一些利用定制軟件，還有的采用完全標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)/TCP/IP實(shí)現(xiàn)。結(jié)果就出現(xiàn)了眾多不同等級(jí)性能、不同成本的互不兼容標(biāo)準(zhǔn)。　　針對(duì)以太網(wǎng)協(xié)議非確定性通信時(shí)間的一個(gè)越來(lái)越普及的對(duì)策是在每個(gè)設(shè)備內(nèi)實(shí)現(xiàn)一個(gè)本地時(shí)鐘。由于大多數(shù)設(shè)備都有微處理器及(相對(duì))高速度的時(shí)鐘，因此這種方法比較容易實(shí)現(xiàn)。若
關(guān)鍵字： FPGA 以太網(wǎng) ASSP

FPGA研發(fā)之道(5)從零開(kāi)始調(diào)試FPGA

　　“合抱之木，生于毫末;九層之臺(tái)，起于壘土;千里之行，始于足下?！?老子《道德經(jīng)》　　對(duì)于新手來(lái)說(shuō)，如何上手調(diào)試FPGA是關(guān)鍵的一步。　　對(duì)于每一個(gè)新設(shè)計(jì)的FPGA板卡，也需要從零開(kāi)始調(diào)試。　　那么如何開(kāi)始調(diào)試? 　　下面介紹一種簡(jiǎn)易的調(diào)試方法。　　(1) 至少設(shè)定一個(gè)輸入時(shí)鐘 input sys_clk; 　　(2) 設(shè)定輸出 output [N-1:0] led; 　　(3)設(shè)定32位計(jì)數(shù)器 reg [31:0] led_cnt; 　　(4) 時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)
關(guān)鍵字： FPGA JTAG CMOS

FPGA研發(fā)之道(4)靈活性的陷阱

　　如果說(shuō)用一個(gè)詞來(lái)描述FPGA的特性，靈活性肯定名列前茅。　　FPGA的靈活性在于：　　(一)I/O的靈活性，其可以通過(guò)其I/O組成各種接口與各種器件連接，并且支持不同的電氣特性。　　(二)內(nèi)部存儲(chǔ)器靈活性，可以通過(guò)IP生成工具生成各種深度和寬度的RAM或者FIFO等。　　(三)邏輯的靈活性，內(nèi)部邏輯通可生成的各種類型IP。　　對(duì)于I/O接口來(lái)說(shuō)，F(xiàn)PGA的I/O可以支持不同類型的電平和驅(qū)動(dòng)能力，各I/O未定義之前其地位平等，例如一個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)可將其約束在任意引腳，只要其電平符合連接的
關(guān)鍵字： FPGA RAM FIFO

基于FPGA的SOC設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　為減少在印制電路板(PCB)設(shè)計(jì)中的面積開(kāi)銷，介紹一種Flash結(jié)構(gòu)的現(xiàn) 場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)器件，進(jìn)而介紹采用該器件搭建基于先進(jìn)精簡(jiǎn)指令集機(jī)器(ARM)的片上系統(tǒng)(SOC)電路的設(shè)計(jì)方法，該方法按照高級(jí)微控制器總線架構(gòu)(AMBA)，設(shè)計(jì)ARM7處理器微系統(tǒng)及其外設(shè)電路，通過(guò)用搭建的系統(tǒng)對(duì)片外存儲(chǔ)器進(jìn)行擦寫(xiě)，以及通過(guò)編寫(xiě)軟硬件代碼定制符合ARM7外圍低速總線協(xié)議的用戶邏輯外設(shè)，驗(yàn)證了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，該系統(tǒng)可用于驗(yàn)證SOC設(shè)計(jì)系統(tǒng)。　　近年來(lái)，SOC技術(shù)得到了快速的發(fā)展，逐漸成為微電子行業(yè)的主
關(guān)鍵字： FPGA SOC ARM7

μC／OS-II操作系統(tǒng)在各種處理器上的移植

　　μC/OS-II操作系統(tǒng)是一種搶占式多任務(wù)、單內(nèi)存空間、微小內(nèi)核的嵌入式操作系統(tǒng)，具有高效緊湊的特點(diǎn)。它執(zhí)行效率高，占用空間小，可移植性強(qiáng)，實(shí)時(shí)性能良好且可擴(kuò)展性強(qiáng)。采用μC/OS-II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，可以有效地對(duì)任務(wù)進(jìn)行調(diào)度;對(duì)各任務(wù)賦予不同的優(yōu)先級(jí)可以保證任務(wù)及時(shí)響應(yīng);采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，降低了程序的復(fù)雜度，方便程序的開(kāi)發(fā)和維護(hù)。 μC/OS-11非常適合應(yīng)用在一些小型的嵌入式產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)合，在家用電器、機(jī)器人、工業(yè)控制、航空航天、軍事科技等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。　　單片機(jī)、ARM、
關(guān)鍵字： μC／OS-II ARM FPGA

美高森美發(fā)布全新安全特性為業(yè)界提供最安全FPGA器件

　　全球領(lǐng)先的功率、安全性、可靠性和性能差異化之半導(dǎo)體解決方案供應(yīng)商美高森美公司(Microsemi Corporation)宣布提供新型超安SmartFusion2® SoC FPGA和 IGLOO2® FPGA器件，它們?cè)谄骷⒃O(shè)計(jì)和系統(tǒng)層次上的安全特性都比其他領(lǐng)先FPGA制造商更先進(jìn)。新的數(shù)據(jù)安全特性現(xiàn)已成為美高森美主流SmartFusion2 SoC FPGA和 IGLOO2 FPGA器件的一部分，可讓開(kāi)發(fā)人員充分利用器件本身所具有的同級(jí)別器件中的最低功耗，高可靠性和最佳安全技術(shù)，
關(guān)鍵字：美高森美 FPGA SmartFusion2

理解JESD204B協(xié)議

　　在使用我們的最新模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 和數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC) 設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，我已知道了很多有關(guān) JESD204B 接口標(biāo)準(zhǔn)的信息，這些器件使用該協(xié)議與 FPGA 通信。此外，我還在 E2E 上的該欄目下閱讀了各種技術(shù)文章及其它博客文章，明白了為什么 JESD204B 是 LVDS 和 CMOS 接口的后續(xù)產(chǎn)品。　　有一個(gè)沒(méi)有深入討論的主題就是解決 ADC 至 FPGA 和 FPGA 至 DAC 鏈路問(wèn)題的協(xié)議部分，這兩種鏈路本來(lái)就是相同的 TX 至 RX 系統(tǒng)。作為一名應(yīng)用工程師，我所需要的就是
關(guān)鍵字： JESD204B FPGA DAC

FPGA研發(fā)之道(2)FPGA和他那些小伙伴們(二)器件互聯(lián)

　　系統(tǒng)架構(gòu)確定，下一步就是FPGA與各組成器件之間互聯(lián)的問(wèn)題了。通常來(lái)說(shuō)，CPU和FPGA的互聯(lián)接口，主要取決兩個(gè)要素：　　(1)CPU所支持的接口。　　(2)交互的業(yè)務(wù)。　　通常來(lái)說(shuō)，F(xiàn)PGA一般支持與CPU連接的數(shù)字接口，其常用的有EMIF，PCI,PCI-E,UPP,網(wǎng)口(MII/GMII/RGMII)，DDR等接口。作為總線類接口，F(xiàn)PGA通常作為從設(shè)備與CPU連接，CPU作為主設(shè)備通過(guò)訪問(wèn)直接映射的地址對(duì)FPGA進(jìn)行訪問(wèn)。根據(jù)是否有時(shí)鐘同步，通?？偩€訪問(wèn)分為同步或異步的總線，根據(jù)C
關(guān)鍵字： FPGA DSP ARM9

FPGA研發(fā)之道(2)FPGA和他那些小伙伴們(一)系統(tǒng)架構(gòu)組

　　通常來(lái)講，“一個(gè)好漢三個(gè)幫”，一個(gè)完整的嵌入式系統(tǒng)中由單獨(dú)一個(gè)FPGA使用的情況較少。通常由多個(gè)器件組合完成，例如由一個(gè)FPGA+CPU來(lái)構(gòu)成。通常為一個(gè)FPGA+ARM，ARM負(fù)責(zé)軟件配置管理，界面輸入外設(shè)操作等操作，F(xiàn)PGA負(fù)責(zé)大數(shù)據(jù)量運(yùn)算，可以看做CPU的專用協(xié)處理器來(lái)使用，也常會(huì)用于擴(kuò)展外部接口。常用的有ARM+FPGA，DSP+FPGA，或者網(wǎng)絡(luò)處理器+FPGA等種種架構(gòu)形式，這些架構(gòu)形式構(gòu)成整個(gè)高速嵌入式設(shè)備的處理形態(tài)。　　不得不說(shuō)的是，隨著技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在CP
關(guān)鍵字： FPGA DSP ARM9

FPGA研發(fā)之道(1)FPGA是個(gè)什么玩意？

　　FPGA是個(gè)什么玩意? 　　首先來(lái)說(shuō)：　　FPGA是一種器件。其英文名 feild programable gate arry 。很長(zhǎng)，但不通俗。通俗來(lái)說(shuō)，是一種功能強(qiáng)大似乎無(wú)所不能的器件。通常用于通信、網(wǎng)絡(luò)、圖像處理、工業(yè)控制等不同領(lǐng)域的器件。就像ARM、DSP等嵌入式器件一樣，成為無(wú)數(shù)碼農(nóng)碼工們情感傾瀉而出的代碼真正獲得生命的地方。只不過(guò)，一樣的編程，卻是不一樣的思想。嵌入式軟件人員看到的是C。而FPGA工程師看到是硬件描述語(yǔ)言，verilog或VHDL。軟件看到是函數(shù)、對(duì)象、重構(gòu)。FPGA
關(guān)鍵字： FPGA ACTEL ALTERA

基于FPGA的RFID的自主圖書(shū)借閱系統(tǒng)

　　項(xiàng)目背景：　　射頻識(shí)別技術(shù)在國(guó)外發(fā)展得很快，產(chǎn)品種類也很多，如德州儀器公司(TI)、MOTOROLA、Phllips、EM、iPico等世界著名廠家都大亨產(chǎn)RFID產(chǎn)品。他們的產(chǎn)品各有特色，自成系列。隨著技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用的普及，這些廠家所生產(chǎn)的RFID系統(tǒng)都將向統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)過(guò)渡。　　射頻識(shí)別技術(shù)廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、商業(yè)自動(dòng)化和交通運(yùn)輸控制管理等眾多領(lǐng)域：汽車、火車等交通監(jiān)控;高速公路自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng);停車管理系統(tǒng);物品管理;流水線生產(chǎn)自動(dòng)化;安全出入檢查;倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng);動(dòng)物管理和車輛防盜等。　
關(guān)鍵字： FPGA RFID Quartus2