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。

作者:Dave Wilson,学术营销总监,美国国家仪器公司

原子力显微镜(AFM)是唯一的一种能够在空气、真空或者两者间缓冲环境下提供亚纳米级别分辨率影像的一种显微技术。这个强大的显微镜技术能够帮助研究人员观察原子,获取前所未有的原子级别的影响,帮助研究人员探究纳米世界。尽管AFM是一个功能强大的仪器。但是机械条件的限制和探针与样本交互的问题已经限制了这个仪器在静态或准静态条件下使用。速度和精确度的提高使AFM具有通过实时视频影像观察纳米级的处理过程的能力,允许AFM能够被应用到科学研究和工程应用中,从半导体制造到分子生物学。

基于FPGA的可配置FFT IP核实现研究

针对FFT算法基于FPGA实现可配置的IP核。采用基于流水线结构和快速并行算法实现了蝶形运算和4k点FFT的输入点数、数据位宽、分解基自由配置。使用Verilog语言编写,利用ModelSim仿真,由ISE综合并下载,在Xilinx公司的Virtex-5 xc5vfx70t器件上以200 MHz的时钟实现验证,运算结果与其他设计的运算效率对比有一定优势。

FPGA深层解析

高端设计工具为少有甚是没有硬件设计技术的工程师和科学家提供现场可编程门阵列(FPGA)。无论你使用图形化设计程序,ANSI C语言还是VHDL语言,如此复杂的合成工艺会不禁让人去想FPGA真实的运作情况。在这个芯片中的程序在这些可设置硅片间到底是如何工作的。本书会使非数字化设计人员明白FPGA(现场可编程门阵列)的基础知识及其工作原理。此信息在使用高端设计工具时同样十分有用,希望可以为理解这一特别技术提供一些线索。

卫星通信是当前重要的通信手段之一。针对原有单路解调器的不足,本文提出利用软件无线电思想,通过FPGA构建一种多路卫星信号处理系统。论述了数字下变频(DDC)、解调、数据通路等关键点的设计思路。最终实现的系统可同 时处理八路卫星信号,并通过实验验证,完全达到设计预期。并且该系统具有灵活性、可扩展性等多种优势,有良好的应用 前景。

一、引言
  在通信手段越来越丰富的今天,卫星通信因其具有通信距离远、覆盖范围广、通信线路多,容量大、安全性好等优点,在民用、军事通信系统中都占有相当重要的地位。随着通信技术的发展,卫星传输带宽不断增加,传统解调器已不能满足对卫星信号处理的要求。随着软件无线电思想(构建一个模块化程度高、开放性强的通用平台,将各种要实现的功能用软件编程来实现,并使A/D器件尽可能地靠近射频天线,让所有的信号处理都在数字域中进行)[1]思想的日益普及和电子器件的发展,越来越多的新型卫星信号处理系统涌现出来。

  本文所述系统正是基于软件无线电思想,直接用ADC对70MHz中频,带宽40MHz的卫星信号进行整带采样,然后使用FPGA对带宽内任意8个符号速率为32kbps~1024kbps的调制信号进行实时DDC、解调处理,解调方式多种可选,并将数据通过PCIE总线输出至计算机进行后续处理或存储。

角度传感器在与FPGA 正确配合下能够帮助工程师打造出无与伦比的机械。

作者:N. N. Murty
Scientist “F”
S. B. Gayen
Scientist “F”
Manish Nalamwar
Scientist “D”
nalamwar.manishkumar@rcilab.in
K. Jhansi Lakshmi,
技术官“C”
印度海德拉巴印度国防研究发展组织IMARAT研究中心雷达导引头实验室

自从人类发明了转轮,我们就希望了解如何通过改变精度提高转轮转动效率。在过去几个世纪,科学家和工程师已经研发了许多方法来实现此目标,期间轮- 轴系统的基本原理得到了广泛应用,从汽车、音量旋钮、各种机械形式的齿轮到简陋的手推车,几乎每种机械系统均采用了这一原理[1]。

经过多个时代的探索,人们发现让转轮高效运转的最重要因素并非转轮本身(为何不彻底改造它呢?),而是转轮的轴角。目前测量和优化轴角的最有效方法是采用角度传感器。现有许多种角度传感器都能够通过轮轴监控和改进促进轮周效率优化;但如果配合使用FPGA,您就能够取得非常显著的效果,同时能够提高众多应用中的轮轴/ 轮周效率。

在详细介绍工程师们如何最佳利用赛灵思FPGA 达到上述目的之前,先让我们简单回顾一下角度传感器的部分基本原理。目前得到广泛应用就是编码器和分解器这两类角度传感器。

摘要:本文以workbench 为平台,vxworks 为操作系统,chipscope 为分析工具,介绍了完整的ARINC429 协议和422协议的FPGA 硬件调试,通过硬件调试发现modelsim 仿真所不能发现的问题并分析问题解决问题,从而完成多路机载总线收发器的设计与实现。

在航空电子综合化系统中,快速、有效的数据传输对整个航空电子系统的性能有很大的影响,因此数据总线被称为现代航空电子系统的骨架,利用FPGA 技术设计集成多路ARINC429[1] 和422[4] 通道的通信芯片,可以有效的提高数据通信模块的处理能力和集成度,降低成本,本文以verilog 语言为基础, 通过ISE 编程,modelsim 仿真, 仿真无误后综合实现,用impact 将bit 文件烧写到FPGA 中,进行硬件调试,并用chipscope 进行分析,为了更加方便的进行调试,以workbench 为平台建立驱动。关于429 协议和422 协议已经非常成熟,因此本文主要从硬件调试的角度介绍多路机载总线收发器的实现。

据中国国防科技信息网报道,美国三叉戟系统公司开始小批量生产名为“猛禽”的小型多功能射频收发器/处理器,其已经在美国空军无人机项目“地面动目标显示雷达/合成孔径雷达”项目中成功应用。

“猛禽”是一种全数字化软件控制收发器,具有生成任意波形发射信号的能力,在接收时,其四路模数转换通道最高采样率可达3GSPS。该高性能高集成度模块用于先进宽带射频应用领域,其重量不到2.27千克,功耗不到50瓦。

用纯硬件解决方案加速部分重配置进程

对视频等时序关键型应用,采用纯硬件解决方案可提升赛灵思 FPGA 的运行能力。

作者:Sebastlen Lammonier
FPGA 设计师
Sagem DS(赛峰集团)
sebastien.lamonnier@sagem.com
Marc Thoris
FPGA 项目经理
Sagem DS(赛峰集团)
marc.thoris@sagem.com
Marlène Ambielle
FPGA 设计师
Sagem DS(赛峰集团)
marlene.ambielle@sagem.com

在视频处理等众多新型应用中,尽可能缩短FPGA 重配置时间对避免丢失过多图像至关重要。部分重配置指用户在不影响 FPGA 周边逻辑单元的情况下对其的一小部分进行重新配置的技术。如果要人眼观察不到图像的闪烁,重配置所花的时间不得超过 40 毫秒。除了最小型的 FPGA,对重配置整个器件而言这点时间太短。但在某些特定的情况下,该重配置时间还需要进一步压缩。于是部分重配置技术应运而生,因为部分重配置的比特流比完全重配置的比特流小,所以重配置所花的时间也更少。

TD-LTE系统中基于FPGA的PUSCH信号检测

在移动通信环境中,无线信道千变万化,接收机接收到的信号往往是信号经反射、折射以及散射的多条路径在不同时间点到达接收端的叠加。可见,要精确估计出信道响应值并检测出原始信号十分艰难。信号检测作为物理层的接收端算法,起着恢复影像数据的作用,不容轻视。因此,在接收端进行正确可靠的信道估计研究及应用十分关键[1]。一般PUSCH信号检测的实现多采用ZF算法,除此之外,MMSE算法也比较常用。由于ZF算法简单且易实现[2],故本文采用的是ZF算法。FPGA在数据处理方面有着优越的性能且非常适合做并行运算,其芯片内部一般都含有大量的RAM和多达几百个乘加单元,利用FPGA进行数据处理能够提高处理速度,因此用FPGA实现信号检测应用在LTE综合测试仪开发中是一个相对较好的方案。

利用Virtex-5 FPGA 降低功耗

VirtexTM-5 系列产品的推出,使得 Xilinx 公司再一次成为向 FPGA" target="_blank">FPGA 客户提供新技术和能力的主导力量。过渡至 65 纳米工艺的 FPGA 具备采用更小尺寸工艺所带来的传统优势:低成本、高性能和更强的逻辑能力。尽管这些优势能够为高级系统设计带来激动人心的机会,但65纳米工艺节点本身也带来了新的挑战。

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