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  • 基于AT91RM9200和FPGA技术的变电站测控装置.rar

    自20世纪90年代以来,随着计算机技术、超大规模集成电路技术和通信及网络技术的发展,微机保护和测控装置的性能得到大幅提升,以此为基础的变电站自动化系统在我国的电力系统中得到长足的发展和广泛的应用。 @@ 为增加产品的市场竞争力,电力系统二次设备生产厂商紧跟市场需求,将各种具有高性价比的新型处理器芯片和外围芯片大量应用到变电站自动化系统的保护、测控装置上,如32位CPU、数字信号处理芯片DSP、高速高精度A/D转换芯片、大容量Flash存储芯片、可编程逻辑器件CPLD、FPGA等。这些功能强大的器件的应用使保护测控装置在外形上趋于小型化集成化,而在功能上则较以前有显著提升。同时,各种成熟的商用嵌入式实时操作系统的采用使处理器的性能得到充分发挥,装置通信、数据存储及处理能力更强,性能大幅提高,程序移植升级更加方便快捷。 @@ 本论文以现阶段国内外变电站自动化系统测控技术为参考,根据变电站自动化系统的发展趋势和要求,研究一种基于ARM和FPGA技术并采用嵌入式实时操作系统的高性能测控装置,并给出硬软件设计。 @@ 装置硬件采用模块化设计,按照测控装置基本功能设计插件板。分为主CPU插件、交流采样插件、遥信采集插件、遥控出口插件、直流采样及输出插件。除主CPU插件,其他插件的数量可以根据需要任意增减,满足不同用户的需求。 @@ 装置主CPU采用目前先进的基于ARM技术的微处理器AT91RM9200,通过数据、地址总线和其他插件板连接,构成装置的整个系统。交流采样插件采用FPGA技术,利用ALTERA公司的FPGA芯片EP1K10实现交流采样的控制,降低了CPU的负担。 @@ 软件采用Vxworks嵌入式实时操作系统,增加了系统的性能。以任务来管理不同的软件功能模块,利于装置软件的并行开发和维护。 @@关键词:测控装置;嵌入式实时操作系统;ARM;现场可编程门阵列

    标签: 9200 FPGA AT

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:JESS

  • 基于以太网的数据采集系统在FPGA上实现.rar

    随着计算机和自动化测量技术的日益发展,测量仪器和计算机的关系日益密切。计算机的很多成果很快就应用到测量和仪器领域,与计算机相结合已经成为测量仪器和自动测试系统发展的必然趋势。高度集成的现场可编程门阵列(FPGA)是超大规模集成电路和计算机辅助设计技术发展的结果,由于FPGA器件具备集成度高、体积小、可以利用基于计算机的开发平台,用编写软件的方法来实现专门硬件的功能等优点,大大推动了数字系统设计的单片化、自动化,缩短了单片数字系统的设计周期、提高了设计的灵活性和可靠性。 本文研究基于网络的高速数据采集系统的设计与实现问题。论文完成了以FPGA结构为系统硬件平台,uClinux为核心的系统的软件平台设计,进行信号的采集和远程网络监测的功能。 论文从软硬件两方面入手,阐述了基于FPGA器件进行数据采集的硬件系统设计方法,以及基于uClinux操作系统的设备驱动程序设计和应用程序设计。 硬件方面,FPGA采用Xilinx公司Spartan系列的XC3S500芯片,用verilog HDL硬件描述语言在Xilinx公司提供的ISE辅助设计软件中实现FPGA编程。将微处理器MicroBlaze、数据存储器、程序存储器、以太网控制器、数模转换控制器等数字逻辑电路通过CoreConnect技术用OPB总线集成在同一个FPGA内部,形成一个可编程的片上系统(SOPC)。采用基于FPGA的SOPC设计的突出优点是不必更换芯片就可以实现设计的改进和升级,同时也可以降低成本和提高可靠性。 软件方面,为了更好更有效地管理和拓展系统功能,移植了uClinux到MicroBlaze软处理器上,设计实现了平台上的ADC设备驱动程序和数据采集应用程序。并通过修订内核,实现了利用以太网TCP/IP协议来访问数据采集程序获得的数据。

    标签: FPGA 以太网 数据采集系统

    上传时间: 2013-05-23

    上传用户:晴天666

  • 基于FPGA的液晶控制器的设计与实现.rar

    随着以计算机技术为核心的信息技术的迅速发展以及信息的爆炸式增长,人类获得的视觉信息很大一部分是从各种各样的电子显示器件上获得的。这对显示器件的要求也越来越高。在这些因素的驱动下,显示技术也取得了飞速的发展。使用FPGA/CPLD设计的液晶控制器具有很高的灵活性,可以根据不同的液晶类型、尺寸、使用场合,特别是不同的工业产品,做一些特殊的设计,以最小的代价满足系统的要求。而且可以解决通用的液晶显示控制器本身固有的一些缺点。 本文设计了一个采用FPGA设计的液晶显示控制器,主要解决以下内容:采用Cyclone芯片设计的液晶控制器;采用硬件描述语言进行的液晶显示控制器设计,重点介绍了如何通过特殊设计控制器与CPU协调的工作,驱动系统所需时序信号的产生,STN液晶彩色屏灰度显示的时间抖动算法和帧率控制原理及实现,显示数据的缓冲、转化方法,使用FPGA设计的用于本系统的特殊SDRAM控制器,以及液晶控制器通过该SDRAM控制器进行显示缓冲器的管理,还有很重要的一点是各个模块之间的同步处理。这款液晶控制器在实际中的使用效果证明了本课题介绍的液晶控制器方案是一个非常可行的,具有广泛的通用性。 关键词:液晶控制器、SDRAM控制器、时序信号发生器、灰度显示、时间抖动算法

    标签: FPGA 液晶控制器

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:ryanxue

  • 基于FPGA的高速数据采集存储系统设计.rar

    高速大容量数据采集存储技术在通信、航天、气象、雷达等多个领域中拥有着广泛应用。各领域科技与信息技术不断发展,对数据的采集和传输速率要求越来越高,对数据存储的速度和容量要求也越来越高。高速数据存储主要包括存储介质选取、存储器控制、数据存储和总线应用等,如何实时、高速、连续大量地采集存储数据是一个关键性问题。 本文设计了一种基于FPGA控制的高速数据采集存储系统。该系统选用符合ATA-6规范的IDE硬盘作为数据存储介质,采用RAID0配置的磁盘阵列形式,并配合板载的128MB内存实现对数据的高速大容量稳定存储。 该磁盘阵列同时管理五个IDE硬盘,平均数据流达到250MB/s,峰值传输速率达到500MB/s,也可以扩展更多硬盘构成大容量的磁盘阵列。系统采用PCI-9054桥芯片与计算机连接,可同时存储四路AD数据,可以通过人机交互界面实时监控数据采集情况,在计算机上实现整个磁盘阵列的实时控制。

    标签: FPGA 高速数据 采集

    上传时间: 2013-06-14

    上传用户:2404

  • 基于FPGA的动态光谱数据采集系统.rar

    近红外光谱法是血液成分无创检测方法中的热点,也是取得成果最多的方法之一。但是,个体差异和测量条件是影响近红外光谱血液成分无创检测的一个较突出的问题。而动态光谱法就是针对这个问题而提出的一种全新的近红外无创血液成分浓度检测方法。它从原理上消除了个体差异和测量条件等对光谱检测的影响,为基于近红外光谱法的血液成分无创检测方法进入临床应用去除了一个较为关键的障碍。因此,本文根据动态光谱检测原理设计了基于FPGA的动态光谱数据采集系统。 在分析了动态光谱数据采集系统的性能要求后,采用DALSA的高性能线阵CCD IL-C6-2048C作为光电转换器件;根据CCD输出数据的高速度和信号微弱及含有噪声等特点,选用了高速、高精度、并带有相关双采样芯片的图像处理芯片AD9826作为模数转换器件;以FPGA及其内嵌的NIOSⅡ处理器作为核心控制器,并用LabVIEW对采集得到的数据进行显示。 在FPGA中,利用Verilog HDL语言编写了CCD和AD9826的控制时序;利用两块双口RAM组成乒乓操作单元,实现高速数据的缓存,避免利用NiosⅡ处理器直接读取时的频繁中断。将NIOSⅡ处理器系统嵌入到FPGA中,实现整个系统的管理。NiOSⅡ处理器利用中断方式读取缓存单元中的数据、经对数变换后传递给计算机。其中缓存数据的读取及对数变换均采用自定义组件的方式将硬件单元添加到NIOSⅡ系统中,编程时直接调用。NIOSⅡ系统通过串口将处理后的数据传递给LabVIEW, LabVIEW对数据简单处理后显示,以实时观察采样数据是否正确。 最后对系统进行了实验测试,实验结果表明,系统能够很好的采集并显示数据,能够初步完成光信号的检测。

    标签: FPGA 动态 光谱数据

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:luyanping

  • 基于FPGA的粮仓温湿度模糊监控系统.rar

    温湿度是影响粮食储藏的重要参数,两者之间是相互关联的,温湿度控制不好必然引起粮食发热和霉变,且极易产生连锁反应,从而造成难以挽回的损失。温湿度的控制直接影响到粮食存储系统的性能。冈此,粮食温湿度测控技术在农业上的应用是十分重要的。本文研究基于FPGA的粮仓温湿度监制系统。 设计了基于FPGA的粮仓温湿度监控系统,该系统主要由温湿度传感器、控制电路、单片机和上位机构成。单片机主要完成温度数据的采集和上位机的通讯;控制电路基于FPGA进行设计,主要负责采集湿度信息,计算温湿度偏差及其变化率,通过调用模糊控制算法对温湿度进行模糊控制,单片机通过RS485总线和上位机进行串口通信,使上位机能够实时记录,显示温湿度变化值和控制过程曲线。该系统实现了粮仓内温湿度的实时监测,使管理人员可以实时掌控粮仓内的温湿度情况。 采用FPGA设计控制电路简化了系统的组成和外围数字电路,易于系统扩展和升级,内部集成了信号处理、控制、检测电路,减少了系统的体积,缩短了开发周期,大大增强了系统的可靠性;配合功率驱动、电源等外围电路,完成信号采集、处理和控制等功能,节省了开发成本,使粮仓温湿度控制系统更加集成化。这也恰恰更加符合当今电子产品高精度,集成化的要求。 系统采用直接输出数字量的DS1820温度传感器和湿度传感器HS1101并将HS1101与555定时器组成振荡电路,其输出为频率脉冲信号,与湿度值成线性关系,该频率脉冲信号可直接送入FPGA进行计数,这样温湿度传感器输出的信号都没有经过放大、A/D转换,进一步减少了测量误差。控制电路采用了VHDL硬件描述语言进行编写。本装置已作出实样,通过了调试,已达到预期效果。

    标签: FPGA 温湿度 模糊

    上传时间: 2013-06-16

    上传用户:731140412

  • 应用FPGA的高速数据采集的设计与实现.rar

    随着计算机技术的突飞猛进以及移动通讯技术在日常生活中的不断深入,数据采集不断地向多路、高速、智能化的方向发展。本文针对此需求,实现了一种应用FPGA的多路、高速的数据采集系统,从而为测量仪器提供良好的采集数据。 本文设计了一种基于AD+FPGA+DSP的多路数据采集处理系统,针对此系统设计了基于AD9446的模数转换采集板,再将模数转换采集板的数据传送至基于FPGA的采集控制模块进行数据的压缩以及缓冲存储,最后由DSP调入数据进行数据的处理。本文的设计主要分为两部分,一部分为模数转换采集板的设计与调试,另一部分为采集控制模块的设计与仿真。 经设计与调试,模数转换模块可为系统提供稳定可靠的数据,能稳定工作在百兆的频率下;采集控制模块能实时地完成数据压缩与数据缓冲,并能通过时钟管理模块来控制前端AD的采样,该模块也能稳定工作在百兆的频率下。该系统为多路、高速的数据采集系统,并能稳定工作,从而能满足电子测量仪器的要求。关键词:数据采集;FPGA;AD9446

    标签: FPGA 高速数据 采集

    上传时间: 2013-06-04

    上传用户:zzy7826

  • EDA工程建模及其管理方法研究2

    EDA工程建模及其管理方法研究21随着微电子技术与计算机技术的日益成熟,电子设计自动化(EDA)技术在电子产品与集成电路(IC)芯片特别是单片

    标签: EDA 工程建模 管理方法

    上传时间: 2013-07-18

    上传用户:万有引力

  • 输电线路综合在线监测终端——基于ARM的数据采集和传输系统的设计与实现

    随着我国工农业生产的发展和人民生活水平的提高,作为国民经济基础之一的电力行业取得了迅猛的发展,电力系统输配电的安全性和可靠性也越来越受到电力系统运行、管理和科研人员的关注。输电线路的各种事故是影响电力线路安全运行的重要因素之一。本文正是在这一前提下,在参考国内外大量文献及研究成果的基础上,设计实现了一套输电线路综合在线监测系统。 本文研制的输电线路在线监测终端通过测量线路的泄漏电流、分布电压、气候参数以及图像信息,并将数据进行采集、处理后,将数据发送到后台监控中心,达到对输电线路运行状况进行实时监测的目的,并以此为依据给出线路的评估信息提供给电力部门作为其安排检修的依据,可以大大减少电力部门的工作量并预防线路事故的发生。 针对本系统功能丰富、监测参数众多的特点,作者设计了基于ARM的数据采集与传输系统。通过对ARM资源的合理分配,实现了监测终端的数据采集处理功能。终端的数据传输功能由ARM和无线传输模块配合完成,实现了GPRS和GSM SMS两种数据传输方式。 本文是对输电线路综合在线监测终端数据采集与传输系统设计和研究工作的总结,本文内容主要偏重于监测终端硬件和软件的研究设计。论文在最后一部分对运行得到的数据也进行了分析、总结。 本文研制的输电线路综合监测终端已在在几条高压输电线路上挂网运行,运行结果表明系统各方面性能良好,满足设计要求。

    标签: ARM 输电线路 在线监测 传输系统

    上传时间: 2013-07-20

    上传用户:古谷仁美

  • 基于ARMLinux的多道脉冲幅度分析器数字系统设计

    随着电子技术的不断发展,各种智能核仪器逐步走向自动化、智能化、数字化和便携式的方向发展。针对传统的多道脉冲幅度分析器体积大,人机交互不友好,不方便现场分析等的缺陷[5]。新型的高速、集成度高、界面友好的多道脉冲幅度分析器的陆续出现填补了这一缺点。 随着电子技术的发展,以ARM为核的处理器技术的应用领域不断扩大,相比较单片机而言,它的主频高、运算速度快,可以满足多道脉冲幅度分析器的苛刻的时间上的要求。而且ARM处理器功耗小,适合于功耗要求比较苛刻的地方,这些方面的特点正好满足了便携式多道脉冲幅度分析器野外勘察的要求。同时,由于以ARM为核的处理器具有丰富的外设资源,这样就简化了外设电路及芯片的使用,降低了功耗并增强了产品的信赖性。另外,ARM芯片可以方便的移植操作系统,为多道脉冲幅度分析器多任务的管理和并行的处理,甚至硬实时功能的实现提供了前提。而且在ARM平台使用嵌入式linux操作系统使多道脉冲幅度分析器的软件易于升级。 智能化和小型化是多道脉冲幅度分析器的发展趋势。智能化要求系统的自动化程度高、操作简便、容错性好。智能化除了需要控制软件外,还需要软件命令的执行者即硬件控制电路来实现相应的控制逻辑,两者的结合才能真正的实现智能化。小型化要求系统的体积小、功耗小、便于携带;小型化除了要求采用微功耗的器件,还要求电路板的尺寸尽量的小且所用元件尽量的少,但小型化的同时必须保持系统的智能化,即不能减少智能化所要求的复杂的逻辑和时序的控制功能。为此采用高集成度的ARM芯片实现控制电路能满意地同时满足智能化和小型化的要求。在研制的多道脉冲幅度分析器中,几乎所有的控制都可以用控制芯片来实现,如阈值设定、自动稳谱以及多道数据采集,在节省了元件的数目和电路板的尺寸的同时仍能保持系统的智能化程度。 Linux内核精简而高效,可修改性强,支持多种体系结构的处理器等,使得它是一个非常适合于嵌入式开发和应用的操作系统。嵌入式Linux可以运行的硬件平台十分广泛,从x86、MIPS、POWERPC到ARM,以及其他许多硬件体系结构。目前在世界范围内,ARM体系结构的SOC逐渐占领32位嵌入式微处理器市场,ARM处理器及技术的应用几乎已经深入到各个领域,例如:工业控制,无线通讯,网络,消费类电子,成像等。 本课题采用三星公司生产的ARM(Advanced RISC Machines,先进精简指令集机器)芯片S3C2410A设计并研制了一种便携式的核数据采集系统设计方案。利用ARM芯片丰富的外设资源对传统的多道脉冲幅度分析器进行改进和简化。系统由前端探测器系统,以及由线性脉冲放大器、甄别电路、控制电路、采样保持电路组成的前置电路,中央处理器模块,显示模块,用户交互模块,存储模块,网络传输模块等多个模块组成。本设计基于ARM9芯片S3C2410,并在此平台上移植了嵌入式linux操作系统来进行任务的调度和处理等。 电路板核心板部分设计采用6层PCB板结构,这样增加了系统可靠性,提高了电磁兼容的稳定性。数据采集系统是多道脉冲幅度分析器的核心,A/D转换直接使用了S3C2410内置的ADC(Analog to Digital Converter,模数转换器),在2.5 MHz的转换时钟下最大转换速度500 KSPS(Kilo-Samples per second,千采样点每秒),满足了系统最低转换时间≤5 μs的要求,并且控制简单,简化了外部接口电路。由于SD(Secure Digital Card,安全数码卡)卡存储容量大、携带方便、成本低等优点,所以设计中采用其作为外部的数据存储设备,其驱动部分采用SD卡软件包,为开发带来了方便。本设计采用640*480的6.4寸LCD(Liquid Crystal Display,液晶显示)屏作为人机交互的显示部分,并且通过Qt/Embedded为系统提供图形用户界面的应用框架和窗口系统。其中包括了波形显示部分和用户菜单设置部分,这样方便了用户操作。系统的数据存取方面是基于SQLite嵌入式小型数据库而进行的。为了方便数据向上位机的传输,系统设计中采用XML(Extensible Markup Language,可扩展标记语言)格式来组织传输的数据,通过基于TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)协议的Linux下Socket套接字编程,来进行与上位机或PC(Personal Computer,个人计算机或桌面机)等的连接和数据传输。

    标签: ARMLinux 多道 分析器 脉冲幅度

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:tzl1975