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Xilinx SRAM型FPGA抗辐射设计技术研究 被引量：51
1
作者 邢克飞 杨俊 +2 位作者 王跃科 肖争鸣 周永彬 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期123-129,151,共8页
针对Xilinx SRAM型FPGA在空间应用中的可行性,分析了Xilinx SRAM型FPGA的结构,以及空间辐射效应对这种结构FPGA的影响,指出SRAM型的FPGA随着工艺水平的提高、器件规模的增大和核电压的降低,抗总剂量效应不断提高,抵抗单粒子效应,尤其是... 针对Xilinx SRAM型FPGA在空间应用中的可行性,分析了Xilinx SRAM型FPGA的结构,以及空间辐射效应对这种结构FPGA的影响,指出SRAM型的FPGA随着工艺水平的提高、器件规模的增大和核电压的降低,抗总剂量效应不断提高,抵抗单粒子效应,尤其是单粒子翻转和单粒子瞬态脉冲的能力降低。分析了FPGA综合后常见的Half-latch在辐射环境中的影响并结合实际工程实践给出了解决上述问题的一些有用办法和注意事项,如,冗余设计、同步设计、算术逻辑运算结果校验、自检等。最后还提出一种基于COTS器件的“由顶到底”的星载信号处理平台结构,分析了这种结构在抵抗辐射效应时的优势。有关FPGA抗辐射的可靠性设计方法已经在某卫星通信载道中成功应用,并通过了各种卫星环境试验,该技术可以为有关航天电子设备设计提供参考。 展开更多
关键词 可编程逻辑门阵列 总剂量效应 单粒子效应 星载信号处理平台
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无刷直流电机模糊PI控制系统设计 被引量：57
2
作者 温嘉斌 麻宸伟 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期102-108,共7页
无刷直流电机具有非线性、强耦合的特点,在电机控制领域被广泛研究。根据传统软件控制器运行速度慢、精度低、抗干扰能力差等问题,提出了一种基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)的无刷直流电动机模糊自适应PI控... 无刷直流电机具有非线性、强耦合的特点,在电机控制领域被广泛研究。根据传统软件控制器运行速度慢、精度低、抗干扰能力差等问题,提出了一种基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)的无刷直流电动机模糊自适应PI控制系统。该系统以FPGA为主控芯片,用Verilog HDL硬件描述语言对控制器内各个功能模块进行设计,实现整个系统的全硬件化,充分发挥了FPGA执行速度快、抗干扰能力强、灵活度高、拓展性强的特点。系统采用转速、电流双闭环控制。转速环采用模糊自适应PI控制算法,改善了传统PID响应速度慢、超调大等缺陷。通过仿真与实验对比分析,该系统响应速度快、超调小、稳态精度高、运行稳定。 展开更多
关键词 无刷直流电机 现场可编程门阵列 模糊自适应PI 抗干扰性
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视觉检测中高速图像采集技术的研究 被引量：23
3
作者 周富强 张广军 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期157-160,共4页
利用视频输入处理器 (SAA71 1 1 )和现场可编程门阵列 (FPGA) ,采用全硬件方式和两帧轮换存储方式设计实现了图像采集系统、计算机以及前端硬件处理系统之间的相互接口 。
关键词 图像处理 接口设备 图像采集 现场可编程门阵列 视觉检测
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一种适用于FPGA实现的盲均衡算法 被引量：29
4
作者 赵雅兴 刘栋 张宁 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第8期108-112,共5页
本文提出一种适用于ＰＡＭ和ＱＡＭ调制信号的主副抽头分别调整变步长的盲均衡算法，并使用Ａｌｔｅｒａ公司的ＦＰＧＡ器件实现。理论分析和计算机模拟表明此盲均衡算法的收敛性能及误码性能均优于ＣＭＡ算法，是一种很实用的均衡算法。
关键词 盲均衡算法 FPGA 集成电路
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基于修正Rife算法的正弦波频率估计及FPGA实现 被引量：38
5
作者 王旭东 刘渝 邓振淼 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期621-624,共4页
Rife算法的基础上,通过对输入信号进行频谱搬移,给出了一种修正Rife(MRife)算法。该算法易于并行实现。Monte Caro仿真表明,MRife算法具有频率估计精度高、整个量化频率范围内性能平稳等优点。当SNR(信噪比)大于0 dB时,MRife算法频率估... Rife算法的基础上,通过对输入信号进行频谱搬移,给出了一种修正Rife(MRife)算法。该算法易于并行实现。Monte Caro仿真表明,MRife算法具有频率估计精度高、整个量化频率范围内性能平稳等优点。当SNR(信噪比)大于0 dB时,MRife算法频率估计均方根误差接近克拉美-罗限(CRB,Cramer-Rao bound)。为了提高算法FPGA实现时的系统运行速度,提出使用FFT运算后的实/虚部代替FFT模进行插值,仿真表明对MRife算法性能影响不大。最后,将MRife算法在单片FPGA芯片内进行了硬件设计。布局布线后的时序仿真结果表明,该设计能够对输入数据速率为200 MHz的信号进行实时频率估计,数据不堆积。 展开更多
关键词 修正Rife算法 频率估计 FPGA FFT
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基于IEEE-754标准和现场可编程门阵列技术的混沌产生器设计与实现 被引量：31
6
作者 周武杰 禹思敏 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期4738-4747,共10页
提出了基于IEEE-754标准的现场可编程门阵列(FPGA)通用混沌与超混沌信号产生器设计与硬件实现的一种新方法.首先,根据Euler算法,对连续混沌系统作离散化处理,便于FPGA等一类数字信号处理器件的实现.其次,基于IEEE-754标准和模块化设计理... 提出了基于IEEE-754标准的现场可编程门阵列(FPGA)通用混沌与超混沌信号产生器设计与硬件实现的一种新方法.首先,根据Euler算法,对连续混沌系统作离散化处理,便于FPGA等一类数字信号处理器件的实现.其次,基于IEEE-754标准和模块化设计理念,用硬件描述语言构建出浮点数的乘法运算、加法运算、符号函数运算、正负绝对值运算、初始值与迭代值选择等5个基本模块,并以此为基础,进一步在FPGA平台上产生包括网格状多涡卷蔡氏系统在内的多种不同类型的混沌与超混沌信号.最后,通过对语音芯片的配置,利用其立体声左右通道输出两路混沌信号,可在示波器上显示多种混沌与超混沌吸引子的相图.该方案的主要特点是通用性强.对IEEE-754标准的浮点数算法以及在FPGA平台上产生混沌与超混沌信号的原理进行了分析,给出了算法流程图、技术开发过程以及硬件设计与实现结果. 展开更多
关键词 网格状多涡卷混沌系统 IEEE-754标准 现场可编程门阵列 浮点数算法
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电子式互感器合并单元(MU)的研究与设计 被引量：29
7
作者 刘琨 周有庆 +1 位作者 彭红海 吴桂清 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2006年第4期67-71,共5页
合并单元是电子式互感器与二次保护控制设备接口的重要组成部分。简要介绍了电子式互感器合并单元的基本定义及相关国际标准,同时对合并单元的主要功能和实现方法进行了研究,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)和数字信号处理(DSP)... 合并单元是电子式互感器与二次保护控制设备接口的重要组成部分。简要介绍了电子式互感器合并单元的基本定义及相关国际标准,同时对合并单元的主要功能和实现方法进行了研究,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)和数字信号处理(DSP)技术的合并单元实现方案。方案将合并单元分成3个功能模块,并对每个模块所需实现的功能进行了详细阐述和具体分析。试验结果证明该方案能够很好地解决合并单元同时处理任务多、通信信息流量大及通信速度快等一系列问题,具有较高的可靠性和较强的实时性。 展开更多
关键词 电子式互感器 ROGOWSKI线圈 合并单元 现场可编程门阵列 曼彻斯特码 中心采样
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高速大容量多通道数据采集系统设计 被引量：21
8
作者 杨坤德 赵亚梅 马远良 《数据采集与处理》 CSCD 2002年第4期455-458,共4页
根据某型号通信实验系统中数据采集单元的设计要求 ,提出了一种高速、大容量、多通道数据采集系统的设计方案。该方案以同步动态存储器 ( Synchronous dynamic random access memory,SDRAM)组成的计算机内存条为存储介质 ,以现场可编程... 根据某型号通信实验系统中数据采集单元的设计要求 ,提出了一种高速、大容量、多通道数据采集系统的设计方案。该方案以同步动态存储器 ( Synchronous dynamic random access memory,SDRAM)组成的计算机内存条为存储介质 ,以现场可编程门阵列 ( Field programmable gate array,FPGA)为数字逻辑控制的核心 ,并通过硬件描述语言 ( VHSIC hardware description language,VHDL)编程实现了控制 SDRAM所需的接口电路 ,从而使硬件电路软件化 ,降低了硬件成本。本文重点介绍了该采集系统的硬件设计原理和软件设计框架。 展开更多
关键词 多通道数据采集系统 设计 静态存储器 数据采集单元 计算机 数据处理
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基于FPGA的超高速FFT硬件实现 被引量：26
9
作者 王林泉 皮亦鸣 +1 位作者 陈晓宁 肖欣 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期152-155,共4页
介绍了频域抽取基二快速傅里叶运算的基本原理;讨论了基于FPGA达4 096点的大点数超高速FFT硬件系统设计与实现方法,当多组大点数进行FFT运算时,利用FPGA内部大容量存储资源,采用乒乓结构进行流型运算,提高FFT运算速度,同时保证结果的准... 介绍了频域抽取基二快速傅里叶运算的基本原理;讨论了基于FPGA达4 096点的大点数超高速FFT硬件系统设计与实现方法,当多组大点数进行FFT运算时,利用FPGA内部大容量存储资源,采用乒乓结构进行流型运算,提高FFT运算速度,同时保证结果的准确性;对实际硬件进行了FFT运算测试,测试结果证明了系统的可行性和正确性,并且利用该硬件系统成功完成了星载SAR实时成像处理。 展开更多
关键词 基二 快速傅里叶变换 现场可编程门阵列 超高速 大点数
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自适应阈值的边缘检测算法及其硬件实现 被引量：30
10
作者 何文浩 原魁 邹伟 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期233-237,共5页
传统Canny边缘检测算法的阈值需要人为设定,且计算量较大。为了克服传统Canny算法的这些缺点,提出了一种自适应阈值的边缘检测算法,并将其在硬件上实现。从图像的梯度幅值直方图分析出发,得出阈值的计算方法,自适应地动态生成阈值,克服... 传统Canny边缘检测算法的阈值需要人为设定,且计算量较大。为了克服传统Canny算法的这些缺点,提出了一种自适应阈值的边缘检测算法,并将其在硬件上实现。从图像的梯度幅值直方图分析出发,得出阈值的计算方法,自适应地动态生成阈值,克服了传统算法需要人为设定阈值的不足。介绍了自适应阈值的边缘检测算法在FPGA上实现的方法。实验结果表明,在FPGA上实现的自适应阈值边缘检测算法可以大大缩短算法所消耗的时间,具有实时性好、自适应性强的优点。 展开更多
关键词 边缘检测 CANNY算法 自适应 FPGA
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基于FPGA的直接数字频率合成器的设计 被引量：27
11
作者 陈风波 冒燕 李海鸿 《微计算机信息》 北大核心 2006年第02Z期189-190,共2页
直接数字频率合成是一种新的频率合成技术,介绍了利用Altera的FPGA器件实现直接数字频率合成器的工作原理和电路设计方法,并利用FLEX器件实现了DDS电路。
关键词 直接数字频率合成 现场可编程门阵列
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基于查表原理的单对磁极编码器研制 被引量：27
12
作者 郝双晖 刘勇 +1 位作者 刘杰 郝明晖 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第19期165-168,共4页
与光电编码器相比,磁性编码器结构简单、易微型化、且不受尘埃及结雾的影响,但其分辨率和精度较低且难以提高,严重制约了其应用和发展。针对单对磁极编码器,深入分析了传统处理方式上存在的缺陷,提出一种基于标定查表的信号处理方式。... 与光电编码器相比,磁性编码器结构简单、易微型化、且不受尘埃及结雾的影响,但其分辨率和精度较低且难以提高,严重制约了其应用和发展。针对单对磁极编码器,深入分析了传统处理方式上存在的缺陷,提出一种基于标定查表的信号处理方式。采用六路霍尔传感器均布在圆周上,把变化的磁场转换成电压信号,经差分得到查表用三相电压信号。在离线状态下,用高精度光电编码器对电压信号与电机旋转角度进行标定,并把角度数据存储在EEPROM中。工作过程中采用三相电压信号分区间查表得到电机旋转角度值,用FPGA(programmablegatearrayField)进行信号处理,实现了分辨率15位,精度14位(16384线)的角度输出,能够满足电机恶劣环境下高精度位置检测的要求。 展开更多
关键词 单对磁极编码器 现场可编程逻辑陈列 查表
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一种基于FPGA的高效FIR滤波器的设计与实现 被引量：16
13
作者 蒋立平 谭雪琴 王建新 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期125-128,共4页
该文在介绍有限冲激响应(FIR)数字滤波器理论及常见实现方法的基础上,提出了一种基于FPGA的高效实现方案。该方案采用对称结构、加法和移位代替乘法运算、优化的CSD编码、流水线和级联技术等方面对传统的设计方法进行了改进,并借助FPGA... 该文在介绍有限冲激响应(FIR)数字滤波器理论及常见实现方法的基础上,提出了一种基于FPGA的高效实现方案。该方案采用对称结构、加法和移位代替乘法运算、优化的CSD编码、流水线和级联技术等方面对传统的设计方法进行了改进,并借助FPGA滤波器芯片和Qu-artusⅡ软件、Matlab软件对该方案进行了仿真验证。仿真实验结果表明:此种FIR滤波器的实现方法运算速度快、实时性好、节省硬件资源,其性能优于传统的FIR滤波器设计方法。 展开更多
关键词 有限冲激响应 现场可编程门阵列 正则有符号数字量 滤波器
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高速并行FIR滤波器的FPGA实现 被引量：24
14
作者 张维良 张彧 +1 位作者 杨再初 杨知行 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第8期1819-1822,共4页
提出了一种基于多相滤波器的并行有限脉冲响应(finite impulse response,FIR)滤波器结构,可以有效提高滤波器运算的吞吐率,与传统的串行滤波器结构比,并行滤波器运算速度可以提高L倍,其中L为并行的路数,并且运算延迟小。首先从理论上分... 提出了一种基于多相滤波器的并行有限脉冲响应(finite impulse response,FIR)滤波器结构,可以有效提高滤波器运算的吞吐率,与传统的串行滤波器结构比,并行滤波器运算速度可以提高L倍,其中L为并行的路数,并且运算延迟小。首先从理论上分析了基于多相滤波器的并行滤波原理,并以八路并行为例,对FIR滤波运算做了浮点仿真验证。然后用经典符号数表示以及优化定点滤波器系数,并针对滤波器系数设计了流水线结构。最后在Altera的Stratix II系列芯片上实现了定点并行滤波器。可编程逻辑阵列(field programmable gatearray,FPGA)编译以及下载测试结果表明,该滤波器仅占用少量的资源,其等效吞吐率可以达到2 GHz。 展开更多
关键词 可编程逻辑阵列 有限脉冲响应滤波器 多相滤波器 经典符号数
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高速SDRAM控制器设计的FPGA实现 被引量：21
15
作者 张林 何春 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第S1期109-112,共4页
同步动态存储器(SDRAM)控制器通常用有限状态机实现,对于一般的设计方法,由于状态数量多,状态转换通常伴随大的组合逻辑而影响运行速度,因此,SDRAM控制器的速度限制了SDRAM存储器的访问速度。该文从结构优化入手来优化方法,利用状态机... 同步动态存储器(SDRAM)控制器通常用有限状态机实现,对于一般的设计方法,由于状态数量多,状态转换通常伴随大的组合逻辑而影响运行速度,因此,SDRAM控制器的速度限制了SDRAM存储器的访问速度。该文从结构优化入手来优化方法,利用状态机分解的思想将大型SDRAM控制状态机用若干小的子状态机实现,达到简化逻辑的目的,不仅提高了速度还节省了资源,对该类大型SDRAM控制器的实现有一定参考意义。 展开更多
关键词 现场可编程门阵列 高速状态机 SDRAM控制器 状态机分解
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SM4算法的FPGA优化实现方法 被引量：24
16
作者 何诗洋 李晖 李凤华 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期155-162,共8页
数据加密是保证信息安全的重要手段之一。SM4算法具有安全性强、效率高和易于硬件实现等优势,被广泛应用于数据加密领域,而利用硬件特性高效/高速实现SM4算法成为当前研究的热点。针对SM4算法提出的4套硬件架构,并在XILINX KINTEX-7 FPG... 数据加密是保证信息安全的重要手段之一。SM4算法具有安全性强、效率高和易于硬件实现等优势,被广泛应用于数据加密领域,而利用硬件特性高效/高速实现SM4算法成为当前研究的热点。针对SM4算法提出的4套硬件架构,并在XILINX KINTEX-7 FPGA上实现。循环型架构面向资源节约优化,消耗193个SLICE,吞吐量为1.27 Gb/s;流水线型架构基于LUT、BRAM、BRAM+REGISTER方法实现,根据不同应用场景,3种方案能够在查找表、寄存器和块内存等资源消耗方面进行权衡和优化,吞吐量最高可达42.10 Gb/s。 展开更多
关键词 国密SM4算法 现场可编程门阵列 架构优化 硬件实现
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红外图像实时增强的新算法 被引量：19
17
作者 王炳健 刘上乾 拜丽萍 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期46-49,共4页
针对红外图像的特点,提出了一种红外图像实时增强的新算法。该算法通过分析图像的直方图,得到图像中目标像素数峰值的估计值,并作为平台直方图均衡化的阈值。用该阈值对直方图进行修正,然后通过修正后的直方图进行直方图均衡化。在FPGA... 针对红外图像的特点,提出了一种红外图像实时增强的新算法。该算法通过分析图像的直方图,得到图像中目标像素数峰值的估计值,并作为平台直方图均衡化的阈值。用该阈值对直方图进行修正,然后通过修正后的直方图进行直方图均衡化。在FPGA内通过采用并行处理结构及流水线技术实现了该算法,并且每秒可处理25帧128×128×8bits的红外图像。理论分析和实验结果均表明,本算法克服了采用一般直方图均衡化增强红外图像的缺点?对背景和噪声增强过度,抑制了目标的增强。该算法对红外图像增强后,图像对比度是直方图均衡化增强后图像对比度的1.8倍。 展开更多
关键词 红外图像 图像增强 直方图均衡化 FPGA
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采用DSP和FPGA多电机速度伺服驱动控制平台 被引量：22
18
作者 于凯平 郭宏 吴海洋 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第9期39-43,共5页
针对多电机速度伺服系统的需求,以及现有驱动控制器的不足,设计一种基于数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)的驱动控制平台。采用浮点DSP作为主控制器,完成控制算法计算、接收控制指令、处理电机速度同步等功能;采用低成本FPG... 针对多电机速度伺服系统的需求,以及现有驱动控制器的不足,设计一种基于数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)的驱动控制平台。采用浮点DSP作为主控制器,完成控制算法计算、接收控制指令、处理电机速度同步等功能;采用低成本FPGA作为从控制器,实现双口RAM、PWM发生、A/D采样控制和速度检测等功能。采用自顶至下的模块化设计方法,实现了DSP的程序设计和FPGA的功能设计。以2台无刷直流电动机(BLDCM)为控制对象,对驱动控制平台进行了功能验证。仿真和实验结果表明,该平台能够有效地同时完成对2台电机的速度伺服控制功能,并且该平台结构简单,具有良好的功能扩展性。 展开更多
关键词 速度伺服 多电机 速度同步 数字信号处理器 现场可编程门阵列
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基于FPGA的多源异构数据并行可配置采集方法 被引量：22
19
作者 李展鹏 邹孝付 +2 位作者 苏雍贺 张长志 陶飞 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期1008-1020,共13页
数据是支撑智能制造的关键要素,对生产各阶段数据的有效采集是实现“人—机—物—环境”制造全要素互联互通的基础。随着制造升级发展,车间不断引入来自不同厂家,具有不同协议、不同接口的设备,使得待采集数据多源异构且采集需求不断变... 数据是支撑智能制造的关键要素,对生产各阶段数据的有效采集是实现“人—机—物—环境”制造全要素互联互通的基础。随着制造升级发展,车间不断引入来自不同厂家,具有不同协议、不同接口的设备,使得待采集数据多源异构且采集需求不断变化。传统数据采集设备难以并行采集多源异构数据、难以根据采集需求的动态变化对采集设备动态配置,因此提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的多源异构数据并行可配置采集方法,基于FPGA硬件并行完成对多源异构数据的监测,保证数据采集实时性;研究FPGA动态重构技术并设计了数据采集可配置方法,提升数据采集灵活性;最后,设计了验证方案,验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 现场可编程门阵列 多源异构 数据采集 动态重构
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基于FPGA的多路数据采集模块硬件设计 被引量：20
20
作者 李鹏 马游春 李锦明 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2010年第3期80-82,共3页
为了实现对58路模拟信号进行不同频率的采集,设计了一种以现场可编程门阵列(FPGA)为核心的多路模拟信号采集模块。该模块采用FPGA芯片XC2S30作为系统的核心控制器件来实现对A/D转换器的控制、多路模拟开关的选通控制以及数据的编帧和并... 为了实现对58路模拟信号进行不同频率的采集,设计了一种以现场可编程门阵列(FPGA)为核心的多路模拟信号采集模块。该模块采用FPGA芯片XC2S30作为系统的核心控制器件来实现对A/D转换器的控制、多路模拟开关的选通控制以及数据的编帧和并串转换等功能。该设计方案结构灵活、控制简单、可靠性高,并且通过试验已验证了其功能的正确性。 展开更多
关键词 现场可编程门阵列 数据采集 编帧
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