摘要：Axcelerator:fpga Actel公司宣布其高性能非挥发性Axcelerator系列现场可编程门阵列(fpga)器件已符合军用规范。Axcelerator采用软IP核实现66MHz PCI和每秒1Gb的光纤信道设计,可在整个军用温度范围内(-55℃到125℃)达到性能规格要求。单芯片AX2000、AX1000、AX500和AX250器件现提供三种新型封装和筛选选择-军用温度塑料封装(MTP)、军用温度密封封装(MTH)和完全符合MIL-STD883B规范的密封封装(883B)-提供密度高达200万系统门和288Kbits的内存。

摘要：受硬件平台算力以及存储资源的限制,利用嵌入式系统实现节能且高效的卷积神经网络(CNN)仍然是硬件设计人员面临的主要挑战。基于此,本文提出一种使用现场可编程门阵列片上系统(SoC)实现的异构嵌入式系统的完整设计。该设计采用了一种可级联的输入复用结构,同时在单个DSP中执行两个独立的乘法累加操作,在减少外部存储器的访问、提升系统效率的同时降低了功耗,相较于其他方案,其功率效率提升38.7%以上。该设计(框架)最终被成功部署于低成本设备上的大规模CNN网络,极大提升了网络模型的功率效率,基于ZYNQ XC7Z045设备上实现的功率效率甚至可达102 Gops/W。此外,当利用该框架进行VGG-16模型推断卷积层时,帧率可达10.9 fps,充分表明该设计在功率受限的环境中可以有效加速卷积神经网络的推理。

摘要：针对传统宽带数字波束形成器精度低、主瓣误差大及自导系统中DSP算力紧张的问题,研究一种基于fpga的鱼雷自导波束形成实现方法。首先介绍最小差异恒定主瓣波束形成算法,通过将优化变量与求解变量相联系,解决了传统算法中波束响应依赖期望主瓣响应的问题,实现由确定到自适应的转化。然后设计基于fpga的数字波束形成系统结构,完成滤波器模块的建模、综合和实现。最后完成基于fpga的波束形成实验。通过实验证明,fpga处理结果与Matlab仿真数据结果误差在10-1量级,信号还原率较高。为波束形成在fpga硬件设计中的正确性和可靠性提供依据。

摘要：无人车载网络兼容时间触发通信业务与事件触发通信业务,由于无人驾驶技术的需求,高清摄像头与各种传感器会产生大量事件触发数据。为避免突发大流量的事件触发对时间触发的确定性产生影响,引起时间触发消息帧传输时延增大、消息传输时延出现抖动,基于fpga设计了一种双平面时间触发交换机。该交换机通过联合输入交叉节点排队平面与共享存储交换平面分别存储调度时间触发消息帧与事件触发消息帧,通过抢占机制保证时间触发通信的确定性。交换机吞吐量可达950 Mbit/s,时间触发通信延迟抖动在100 ns以内,提高了通信的确定性,并成功应用于无人车网络中。

摘要：卷积神经网络是目标检测中的常用算法,但由于卷积神经网络参数量和计算量巨大导致检测速度慢、功耗高,且难以部署到硬件平台,故文中提出一种采用CPU与fpga融合结构实现MobileNetV1目标检测加速的应用方法。首先,通过设置宽度超参数和分辨率超参数以及网络参数定点化来减少网络模型的参数量和计算量;其次,对卷积层和批量归一化层进行融合,减少网络复杂性,提升网络计算速度;然后,设计一种八通道核间并行卷积计算引擎,每个通道利用行缓存乘法和加法树结构实现卷积运算;最后,利用fpga并行计算和流水线结构,通过对此八通道卷积计算引擎合理的复用完成三种不同类型的卷积计算,减少硬件资源使用量、降低功耗。实验结果表明,该设计可以对MobileNetV1目标检测进行硬件加速,帧率可达56.7 f/s,功耗仅为0.603 W。

摘要：针对电火花加工控制系统仍多使用脉冲模拟量控制方式,不满足电火花加工这类高精密加工对控制系统的高实时性、准确性、响应性需求的问题,以及目前主流EtherCAT软主站所存在的开发难度较大、移植困难、实时性局限等缺点,提出了基于ECM-XF芯片和fpga搭建电火花加工控制系统EtherCAT主站方案,进行了电机运转测试与实际机床加工实验。实验表明:此主站设计方案极大降低了开发难度,可移植性强,实时控制良好,可较好地完成电火花小孔加工,在电火花加工方面具有实用性,为EtherCAT协议在其他工业领域中的应用提供主站设计方案参考。

摘要：为了满足多设备测控系统日益增长的数据吞吐率和系统高集成度、高灵活性的要求,设计了一套基于Modbus UDP协议与fpga的系统。系统包含上位机、下位机2个子系统,通过Modbus UDP协议通讯。下位机子系统以fpga为核心,总线架构和模块化的程序设计保证系统升级灵活性和通讯可靠性;上位机子系统软件基于PC平台,集成自动化测控功能,对采集数据进行建模展示和数据管理。实验结果表明系统通信稳定可靠。系统具有集成度高、维护便利、易升级且通信速率高的特点,为多设备测控系统提供了一套可行的解决方案。

摘要：辐射定标技术是定量化遥感的关键环节,实时在轨绝对辐射定标已经成为在轨遥感数据实时智能处理的重要步骤之一。然而当前主流的星上定标、场地定标、交叉定标的定标算法以线性拟合方法为主,虽然计算简单,但是误差较大。文中提出一种基于双指数函数的绝对辐射定标方法,可有效提升定标计算精度,同时进行了fpga硬件实现。针对输入数据数值超出Cordic计算模块的输入范围情况,提出对输入数值进行右移位实现整数除法操作以避免超范围的方法,并对输出结果进行多级自乘法运算实现了等效计算。通过fpga仿真和在板运行,结果表明,当输入Cordic模块的数据小数位位宽设置为20 bit时,硬件计算的相对误差较小,仅0.0303%。系统时钟工作在200 MHz时,处理能力达到2×10^(8)f/s,满足实时应用要求。

摘要：为解决现有的直接采样方式的信号采集系统通道数量少、通道间同步误差较大的问题,设计了一款基于fpga的多通道高速信号同步采集系统。系统采用2片fpga分别作系统控制与数据传输,4片AD9208实现8通道模数转换,DDR4型SDRAM进行数据缓存,基于快速傅里叶变换算法实现同步误差检测。测试结果表明:系统在14 bit采样精度下,可对8路模拟输入信号进行超过2 GSa/s的同步采样与缓存,通道间最大误差小于2 ps。多次上电测试结果显示,系统数据同步传输链路稳定。

摘要：针对传统UART集成电路芯片设计复杂、可移植性差、成本较高等诸多缺点,文章提出一种基于DSP+fpga架构的UART串口设计方案。该方案利用fpga资源实现高性能、低成本的通用化UART驱动,具有高可配置性、可扩容性和良好的可移植性。文章详细论述了系统架构设计、fpga软件设计和DSP软件设计,采用差错重传机制和奇偶校验,提高了数据传输的可靠性和正确性。实验结果验证了该方案实现了可靠的全双工串口通信,并具有良好的工程实用性和复用价值。