Virtex-5

汇集赛灵思公司Virtex-5 FPGA器件应用和开发信息,帮助工程师加速设计创新。

一种基于FPGA的实时NPR系统

作者: 孟 勇,卿粼波,何小海,吕 顺 2015年微型机与应用第3期

摘 要: 在进行非真实感渲染(NPR)处理时需要大量的计算,这对高帧率、高分辨率的视频做实时的NPR渲染是一个难题。根据FPGA以并行运算为主的特点,对传统的NPR算法做了改进和简化,最终设计了一种基于FPGA的实时NPR系统。实验结果表明,该系统对高帧率、高分辨率的视频做实时NPR处理具有运算速度快、系统稳定等特点,同时还具有体积小、便于携带等优点。

0 引言

作者:何 康,裘 溯,金伟其,魏树弟 (北京理工大学光电学院“光电成像技术与系统”教育部重点实验室,北京 100081)

摘要:水下激光距离选通成像中要对水下距离选通图像进行增强处理。水下图像通常具有噪声大、对比度差、照度不均匀的特点。通过分析水下图像的成像特点,针对引起图像降质的因素进行增强算法设计,提出了基于帧叠加去噪与双平台直方图变换相结合的视频增强算法。可实现目标信息增强的同时抑制背景,将目标和背景区别处理。算法以Xilinx 公司的XC5VLX50T 系列FPGA 芯片为核心,使用到了软核Microblaze、片内BLOCKRAM、外部SRAM 等资源设计硬件系统,并已在水下选通成像系统中得到有效应用。

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基于FPGA的能量倍增器相位翻转系统的研制

作者:刘勇涛,黄贵荣,尚雷,林宏翔,李超,赵周宇,杜百廷 (中国科学技术大学国家同步辐射实验室,合肥)

摘 要:介绍了基于可编程逻辑门阵列(FPGA)的能量倍增器(SLED)相位翻转系统。该系统主要由微波IQ调制器、FPGA 和高速DAC 组成。在FPGA 的控制下,DAC 输出两路双极性脉冲电平信号,加载于调制器的IQ 端,将微波连续波输入信号转变为4μs脉冲输出信号,并且在3μs时刻微波相位发生180°跳变。经测试,相位翻转精度为180°±2°,翻转相位的长期稳定度优于±0.5°;相位翻转系统驱动的6台SLED 的输出功率增益均超过7dB,最高达到7.54dB,增益的长期稳定度达到±0.1dB。

作者:张纪亮 中国西南电子技术研究所

摘要:提出了基于Xilinx公司Virtex-5系列FPGA中RocketIO GTP收发器设计的一个高速串行传输实现方案,详细阐述了硬件设计要点和软件实现概要,系统实测表明,该方案能在某信号处理系统两个板卡之间稳定地进行1.6 Gb/s的数据传输,误码率优于10e-12,传输距离大于1米。

引言

V5 FPGA配置回读

通过SELECTMAP32接口配置和回读XILINX公司生产的V5系列SRAM型FPGA,被配置的FPGA以下简称DUT,产生配置时序的FPGA简称配置FPGA。

上图描述了FPGA主动配置和从配置多种模式下M[2:0]及时钟CCLK的状态。
首先硬件上应将M[2:0]接成110,即Slave SelectMAP模式,该模式下总线宽度分8,16,32bit三种,本文按照32bit模式配置和回读。

1.配置
配置的过程就是将mcs文件中的配置字序列通过SelectMAP接口写入FPGA,配置字的写时序如下图:

作者:房汉林,葛利嘉,朱国庆 2014年电子技术应用第11期

摘 要: 基于贝尔实验室V-BLAST结构构建了2×4 MIMO-OFDM系统模型,并确定了该模型下K-Best算法的K值。之后对K-Best检测器进行了硬件架构设计,采用Xilinx Virtex-5芯片对所设计检测器加以实现,并给出检测器资源消耗和时钟频率等性能指标,最后通过仿真验证检测器正确性。

MIMO-OFDM系统接收端检测算法中,最大似然检测(Maximum Likelihood,ML)算法具有最优检测性能,但其复杂度会随着天线数量和调制阶数增加呈指数增长。K-Best算法[1]克服了ML算法复杂度较高的缺点,并且能够取得与ML算法相似的误比特率(Bit Error Rate,BER)性能,因而受到广泛关注。

基于FPGA的1553B总线接口设计与验证

作者:泮朋军,朱浩文(上海航天电子技术研究所)

摘要:为降低成本,提高设计灵活性,提出一种基于FPGA的1553B总线接口方案;采用自顶向下的设计方法,在分析1553B总线接口工作原理和响应流程的基础上,完成了接口方案各FPGA功能模块设计;对关键模块编写VHDL代码,并采用Active⁃HDL软件进行了仿真;以Virtex⁃5 FPGA 开发板和PC机为验证平台,在FPGA中分别模拟BC与RT,在PC机指令下进行了BC与RT功能模块间的收发测试,结果表明系统能在协议规定的1 MHz数据率下稳定运行;同时,为提升接口性能,采用光纤代替传统电缆传输介质,利用FPGA内嵌RocketIO内核进行了传统1553协议数据的光纤传输,速率可达3 Gb/s以上。

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MIL⁃STD⁃1553B(数字式时分制命令/响应型多路传输数据总线)由美国国防部于20世纪70年代末提出,它采用曼彻斯特编码方式和冗余的总线型拓扑结构,具有非常好的时钟同步能力及容错机制,极大地简化了电子设备之间的互联,因而被广泛应用于对可靠性要求较高的军事、航空、航天等领域。

多电源系统的监控和时序控制

作者: Rich Ghiorse ADI高级应用工程师

引言
现今,电子系统往往具有许多不同的电源轨。在采用模拟电路和微处理器、DSP、ASIC、FPGA的系统中,尤其如此。为实现可靠、可重复的操作,必须监控各电源电压的开关时序、上升和下降速率、加电顺序以及幅度。既定的电源系统设计可能包括电源时序控制、电源跟踪、电源电压/电流监控和控制。有各种各样的电源管理IC可以执行时序控制、跟踪、上电和关断监控等功能。

时序控制和跟踪器件可以监控和控制多个电源轨,其功能可能包括设置开启时间和电压上升速率、欠压和过压故障检测、余量微调(在标称电压值的一定范围内调整电源电压)以及有序关断。适合这些应用的IC种类众多,简单的如利用电阻、电容和比较器构成的纯模拟器件,复杂的如高集成度状态机和通过 I2C bus.总线进行数字控制的可编程器件。某些情况下,系统的电压调节器和控制器可能包括关键控制功能.

对于采用多个开关控制器和调节器的系统,还有一个考虑是器件以不同开关频率工作时,如何将产生的系统噪声降至最低。常常需要同步调节器的时钟,事实上,如今的许多高性能开关控制器和调节器都可以与外部时钟同步。

Petalinux的网络数据传输性能测试

摘要: 介绍一种针对MicroBlaze软核处理器特别开发的嵌入式操作系统Petalinux,成功地实现了其在ML507开发板上的移植,并且通过LabVIEW软件在该系统上实现了基于TCP/IP协议的网络数据收发。同时,测试了该嵌入式系统的网络数据传输性能。

引言
  嵌入式系统是指以应用为中心,以计算机技术为基础,软件硬件可裁减,能够适应应用系统,并对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。主要由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户应用软件等部分组成[1]。Petalinux是由PetaLogix公司专门为在Xilinx FPGA的MicroBlaze软核处理器上运行而开发的嵌入式Linux。Petalinux的发布版本中包含定制的Linux2.4/2.6内核原码、Uboot内核编码、相关的开发工具,以及开发板参考硬件平台配置,极大地方便了开发人员的使用,缩短了产品的开发周期。

  针对如何在嵌入式系统上实现远程数据传输的问题,本文给出了一种基于Xilinx ML507开发板的嵌入式网络数据传输系统的设计与实现方案。通过LabVIEW编程软件编写客户端,成功实现了开发板与PC机的实时网络数据传输,同时测试了Petalinux操作系统的网络数据传输性能。

基于FPGA的智能卡验证平台设计

摘要: 随着集成电路设计技术的发展和芯片集成度的提高,验证已经成为芯片设计流程中的主要瓶颈。本文设计了一个基于FPGA的智能卡验证平台,并对验证方法做了详细阐述。本文对于双界面智能卡芯片验证的成功实践,不仅是对FPGA验证理论的证实,而且验证的思路和方法对其他芯片有一定的指导意义。

引言
  随着EDA技术和半导体制造工艺的不断发展,单芯片的功能越来越强,结构越来越复杂,设计和制造成本也大幅增加。尤其是进入90 nm后,芯片总体设计成本增加了20%左右,即使采用130 nm工艺,单次芯片制造的成本也在数十万美元,这使得验证工作在整个设计过程中的作用显得越来越重要。验证贯穿集成电路设计整个过程,从制定系统SPEC,验证工作就已经开始,从架构设计、行为级的系统建模到模块化的设计和实现,再到生成网表和后端布局、布线等一系列过程中,验证工作都一直伴随其中,通过各个阶段的验证,可以避免把上一个阶段的问题带到下一个阶段。

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