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。

在FPGA中实现嵌入式TCP/IP通信协议栈

作者:路后兵 合肥电子工程学院

摘要: 研究了嵌入式TCP/IP通信协议栈在Xilinx FPGA上的实现,介绍了其软硬件的系统组成和原理,提出一种实时操作系统上TCP/IP协议栈的高效工作模式,并在Virtex5 FPGA上移植成功。通过建立测试平台进行数据传输测试,证明其具有稳定、高效的通信性能,为嵌入式设备开发提供了新的思路。

作者:
Christian Sames - Max-Planck Institute of Quantum Optics
Markus Koch - Max-Planck Institute of Quantum Optics
Haytham Chibani - Max-Planck Institute of Quantum Optics
Maximilian Balbach - Max-Planck Institute of Quantum Optics
Tatjana Wilk - Max-Planck Institute of Quantum Optics
Gerhard Rempe - Max-Planck Institute of Quantum Optics

"使用NI FlexRIO,我们定制了自己的高性能硬件设备。基于LabVIEW FPGA,我们能够快速开发FPGA代码,因为它具有很高程度的概括性,同时适当地集成了VHDL IP"—— Christian Sames, Max-Planck Institute of Quantum Optics

挑战:
开发一种定制的时域数字转换器来研究光与物质相互作用的基本量子性质。

解决方案:
使用NI公司的 FlexRIO 与 LabVIEW FPGA模块来创建强大的,多功能的定制仪器,从而使我们可以用硬件实现时间严格任务的实时处理。这样可以实现对极小系统的反馈控制,甚至于单个原子与单个光子的相互作用。

“世界是并行的。人是并行的。计算机是并行的。为什么要把我们自己限制在顺序编程语言中呢?”

Jeff Kodosky是NI LabVIEW软件之父,他在几年前一年一度的NIWeek会议上提出了这个问题。在您阅读这篇文章的时候,您的大脑正在同时处理多个并行操作,例如图像采集、视觉特征识别、文字解析、数据处理、数据存储和运动控制功能——所有这些事情的进行同时还维持着重要的生命机能,包括呼吸、将血液送到全身、产生能量等等。这些关键技能中有一部分需要自己有意识的思考,但是大部分并不需要。

相似的,您现在创建的测量与控制系统也可以同时进行多项任务。计算领域的工程创新引进了许多建立更高效并行系统所需的关键技术:多核处理器、现场可编程门阵列(FPGA)和无线通信。使用这些传统工具利用这些关键技术并不十分容易;但是,如果在应用中使用这些技术,就可以获得性能更高的系统,提高测量与自动化系统的吞吐量,降低成本。LabVIEW的最新版本8.6为您提供了使用下一代并行技术所需的工具,从多核处理器到高性能FPGA直至无线设备。

作者:Kim Eung-Soo - Korea Delphi Automotive Corporation

对驾驶过程中转向反作用力的仿真一直是动态变化的,因为它取决于车速、转向角度以及道路状况。另外,对于产生反作用力的部件,此仿真系统还必须具备快速响应时间。

在车速、转向角度、转向角加速度数据的基础上我们得到了转向力矩数据图,并根据此图计算出最终的反作用力。然后,我们把这些值传给一个液压系统来仿真实现最终的反作用力。我们设计系统逻辑,从不同传感器获得数据、计算数据、匹配地图数据,产生输出,并可靠、快速地执行一系列实时任务。

系统概述
我们选择LabVIEW和CompactRIO来创建我们的系统。我们选择了可扩展的8槽NI cRIO-9116机箱。它有一个Xilinx Virtex-5现场可编程门阵列(FPGA),以帮助实现控制逻辑,并保证快速响应时间。我们还选择了 NI的一款配备了实时操作系统(VxWorks)的cRIO-9024实时控制器。

NI FlexRIO的常见问题解答

1. 1.什么是NI FlexRIO?
NI FlexRIO是NI公司的应用FPGA技术的最新产品族。它为LabVIEW FPGA提供了灵活的、可定制的I/O,以创建高性能、可重新配置的仪器。通过一个开放的、可定制的信号前端,可以满足一个测试系统或嵌入式系统的严格需求。可设计的特定模数转换装置、数字缓存装置、连接装置、甚至特定的通道数,以实现与LabVIEW可编程FPGA目标平台协同工作。

图1. NI FlexRIO系统由一个适配器模块和一个PXI FPGA模块构成,使工程师们能够在新的层次上定制LabVIEW FPGA应用。

图1. NI FlexRIO系统由一个适配器模块和一个PXI FPGA模块构成,使工程师们能够在新的层次上定制LabVIEW FPGA应用。

点对点数据流介绍

1. 点对点数据流介绍
NI点对点数据流(P2P)技术使用PCI Express接口在多个设备之间直接,点对点传输,而不必通过主处理器或存储器。这可使同一个系统中的设备共享信息而不必占用其它的系统资源。以下设备可支持NI P2P技术:PXI Express NI FlexRIO现场可编程门阵列(FPGA)模块(NI PXIe-7961R、PXIe-7962R、PXIe-7965R、PXIe-7966R和PXIe-7975R),PXI Express数字化仪和矢量信号分析仪,包括PXIe-5644R、PXIe-5645R、PXIe-5122、 PXIe-5160、 PXIe-5162、 PXIe-5622和PXIe-5663。


作者:Dave Wilson,学术营销总监,国家仪器(NI)

“Guerilla rainstorm” 是日本媒体自定义的一个标签,用来指骤然而来的倾盆大雨,这种大雨经常出乎意料的发生,而且每小时的降雨量超过了100毫米。城市热岛效应和当地的大风会导致这些暴风雨,经常会造成非常大的破坏,包括房屋被冲毁和倒塌,河水泛滥和在山区地带的泥石流等。有时甚至会造成人员伤亡。现有的天气雷达系统的设计初衷是预测天气情况和监视飓风和暴雨,而且这些雷达系统体型庞大,价格昂贵,导致了部署和安装的困难。日本的古野电气公司决定开发一个全新的、小型化、高分辨率(1m)、低成本的X波段(9.4GHZ)的雷达装置,为日本的城市和村庄提供“ guerilla storms”的早期预警,减少它造成的破坏。

作者:Dave Wilson,学术营销总监,国家仪器(NI)

每年大约有17亿人乘坐伦敦地铁,单单就维多利亚线路(Victoria Line)来说,每小时会通过33次列车,每年会运送2.13亿的乘客。 利用大约8年的时间花费了大约10亿英镑的投资完成了对维多利亚线路上的全部车辆和信号控制系统的更新与升级。这个新升级的系统使用了385个JTC电路(无绝缘轨道线路),实现检测列车的位置,保持列车之间的安全距离,实时传达列车的行进速度,要能满足线路上要求极其苛刻的时间表。在维多利亚线路上JTC电路是目前实现列车检测的唯一方法,在列车的安全可靠运行方面起着非常重要的作用。然而,在新轨道的设计与安装期间对于轨道的状态检测标准没有被制定,这是一个非常大的问题,每年伦敦地铁轨道信号失灵的故障大约要花费17亿英镑的运营成本。

基于FPGA的振动信号采集处理系统设计

摘要:在振动信号采集和处理系统设计中,信号的处理时间与可靠性决定着系统应用的可行性。本文设计了一种基于FPGA的振动信号采集处理系统,该系统通过振动信号采集电路、抗混叠滤波电路、AD采样电路将电荷信号转化为数字信号送入FPGA,在FPGA处理设计中利用数据流控制方法并行实现了信号的采样和处理,并在数据存储和访问过程中采用时钟时标方法判断信号采样过程中的数据丢失情况,有效提高了振动信号处理的实时性及可靠性。本设计在真实环境中进行了验证,系统运行稳定可靠,满足各项技术应用要求。

作者:Steve Leibson, 赛灵思战略营销与业务规划总监

虽然不像是在公园里散步或者外出兜兜风那样轻松简单,但是现在搭建一部自动驾驶的汽车已经不再是件难事了,来自KAIST(韩国高等科学技术学院)的工程专业的学生仅仅花费了两年时间就开发出了他们的第一部自动驾驶汽车——EureCar(听起来像Eureka—动漫人物)。EureCar使用了一个高精度了定位系统,七个激光扫描仪和四部摄像机,当它在预先设计好的路线上行驶过程中这些设备能够帮助它避开障碍物,遵守交通法规!这很重要。EureCar Turbo,这是第二部工程车,基于一部浅黄色的现代Veloster车型,仅仅花费了六个月的时间就完成了开发工作,而且只需要两个月的时间就可以为这部车开发出一套全新的软件系统。

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