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基于NIOS的导引头检测系统控制器的设计与实现

“激光类系列导引头产品检测台”是集光学、结构支持、机械驱动、电子控制及计算机测量为一体的光机电一体化测控设备。它的主要功能是对现有激光类导引头产品进行生产调试和检测验收,还能对这些产品进行进一步的性能分析调试,并支持激光类系列后续产品研发调试与检测。本课题是在原有检测台的基础上,对其控制器部分进行的技术改造项目。本课题的核心设计是在Altera公司Cyconle系列FPGA芯片上,以NIOS软核处理器为基础设计一个片上可编程系统(SOPC),代替原核心控制器件——2片8位单片机和FPGA,完成整个检测台的控制功能。本文在对原装置及控制系统详细剖析的基础上,首先进行了控制器系统的需求分析,提出了总体的设计方案。其次,介绍了基于NIOS软核处理器的SOPC设计技术,并对NIOS系统的设计过程进行论述。接下来是本论文研究的主要内容,即检测台控制器的硬件设计和软件设计。控制器中的主要硬件由FPGA(EP1C6QC240C8)以及定时器/  (本文共79页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安电子科技大学
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基于NiosⅡ的嵌入式逻辑分析仪硬件系统设计

随着大规模集成电路、FPGA(Field Programmable Gate Array)、嵌入式系统的不断发展,逻辑分析仪作为数据域测试仪器中最有用、最有代表性的一种仪器,在现代电路系统设计与测试中得到了广泛的应用。本文重点阐述了应用FPGA芯片实现的“基于NiosⅡ的嵌入式逻辑分析仪”的硬件系统设计与调试。第一章讲述了逻辑分析仪的基本原理,说明了本文所要设计的逻辑分析仪的技术指标。第二章主要介绍了本逻辑分析仪的硬件总体设计和FPGA外部各个功能模块的设计。第三章详细阐述了本逻辑分析仪FPGA中数据采集与存储电路、中央控制模块、触发与存储控制电路、数据查找与比较功能模块的设计方法,给出了仿真结果。第四章介绍了系统调试的方法、调试过程中发现的问题及解决办法。在第五章给出了系统的测试结果。最后一章总结了本逻辑分析仪的特点以及未来的改进方向。  (本文共61页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安电子科技大学
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基于NiosⅡ的嵌入式逻辑分析仪系统软件设计

逻辑分析仪在高速硬件逻辑测试和软件状态分析中相当重要,但是目前台式逻辑分析仪的价格比较昂贵,使得它不能普遍应用于教学和科研实践中。为此,本文设计了一种新的基于NiosⅡ的嵌入式逻辑分析仪。NiosⅡ是一种基于FPGA(现场可编程逻辑器件)开发的软核CPU,它以代码的形式固化在FPGA内。它的可配置特性给嵌入式系统设计带来了更大的灵活性,可以说它为嵌入式系统的设计提供了一种全新的思路。本文就是把NiosⅡ硬件平台的方案,在逻辑分析仪设计上进行了有益尝试,给出了基于Cyclone芯片的NiosⅡ的实现框图。本文首先介绍了逻辑分析仪的基本原理和功能,并说明了基于NiosⅡ的嵌入式逻辑分析仪的优点和研制技术指标。接着对NiosⅡ的体系结构进行了深入的分析,此外,在这部分还对NiosⅡ独有的Avalon总线接口进行了剖析。然后论文阐述了嵌入式逻辑分析仪系统的硬件总体设计。在此基础上讲述了系统的软件设计流程,重点介绍了NiosⅡ处理器与外部...  (本文共81页) 本文目录 | 阅读全文>>

《电脑知识与技术》2016年15期
电脑知识与技术

基于Nios的分布式波束控制系统设计

1背景在相控阵系统中,波束控制系统的性能直接影响雷达系统性能的发挥,在相控阵电子战中,电子侦察告警、电子对抗要求波束控制系统必须具有快捷的波束捷变能力(一般为μs级),因此在波束系统设计中必须解决高速运算,信号传输,在线幅相补偿等问题[1]。集中式波束控制系统,在应对复杂度提升和实时性要求提高的方法,往往只有通过采用性能和成本更高的数字信号处理器,成本和功耗不断提高。本文设计了一种基于Nios的分布式波束控制系统将整个阵面T/R组件的配相计算分解到每个波束控制分机,每个分机只要负责单个天线列模块的T/R组件的配相计算,计算复杂度大为降低,实时性指标容易满足。2波束控制原理[2]波束控制系统的基本功能是根据不同的波束指向要求,完成阵列中每个单元移相器的相位计算,通过控制电路驱动移相器移相,从而使天线波束指向规定的方向。平面相控阵天线阵面置于(y,z)平面上,如图1所示。相邻天线单元之间的间距分别为d1,d2,位置为(k,i)的天线...  (本文共3页) 阅读全文>>

《电子设计工程》2014年02期
电子设计工程

基于Nios Ⅱ的超声电机驱动控制电路

超声电机是一种新型微特电机,其工作原理是通过压电材料的逆压电效应,使定子在超声频段微幅振动,依靠摩擦将振动转换成动子的旋转(直线)运动。超声电机具有体积小,重量轻、结构紧凑、响应快、无电磁干扰等优点,在航天宇航和军事装备等领域有着广泛的应用前景[1]。近些年来,我国在超声电机控制方面,提出了一些控制理论,并搭建了一些用于超声电机驱动的实际驱动与控制电路。2010年,薛雯玉硕士研究了基于DSP芯片的超声电机驱动控制器,但驱动电路仍以传统的模拟电路为主,精度不高,不能实时的调频、调相。2011年,孙霖硕士研究了基于DSP/FPGA的超声电机驱动控制器,利用DDS技术产生数字正弦波,虽然提高了精确度和实时性,但是浪费了很多芯片的逻辑资源,也不利于驱动控制电路的小型化。本文使用Altera公司的EP3C40Q240C8芯片设计了一种以FPGA为核心、基于SOPC技术和NiosⅡ软核处理器的新型超声电机驱动控制器。在FPGA内部用SOPC...  (本文共4页) 阅读全文>>

《电子测试》2013年Z2期
电子测试

一种基于NiosⅡ软核的自适应滤波器实现

1引言在心电信号的处理过程中,存在着幅值较大的50Hz工频干扰信号[1],如何有效地滤除工频干扰,是提取心电信号的关键。目前,滤除50Hz工频干扰常用的方法是,设计一个中心频率为50Hz的带阻滤波器加以解决,这种方法虽然可行,但是,心电信号中的50Hz左右的有用信号也同时被滤除掉了,因此,这种解决方案存在着不足。利用自适应滤波器来滤除心电信号的工频干扰是较好的解决方案。然而,自适应滤波器设计结构复杂,存在大量的浮点运算,如用纯硬件实现,设计复杂,难度较大,如用纯软件实现,信号处理的实时性不好。针对以上情况,本文充分利用可编程逻辑门列阵的灵活性,采用软硬协同设计的方法,设计了基于NiosII的SOPC嵌入式[2-4]自适应滤波器,用自定义浮点指令来加速自适应算法的执行速度。2自适应滤波器的工作原理自适应滤波器,是一种具有“自我学习和自我跟踪”的现代滤波器,它可根据被控制对象的时变性做出相应的调整,实现最优滤波[5-7]。图1为自适...  (本文共3页) 阅读全文>>