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可制造性

  • 車載智能儀表的功能研究與開發(fā)

    汽車儀表是駕駛員與汽車進(jìn)行交流的重要窗口,也是汽車高新技術(shù)的重要部分。傳統(tǒng)汽車儀表多使用指針型顯示器件為主,如步進(jìn)電機(jī)、十字線圈,輔以液晶顯示,顯示的信息量相對(duì)較少,且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。一方面隨著汽車電子化程度的不斷提高,進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新,研制開發(fā)新一代汽車儀表產(chǎn)品;另一方面,由于能源和環(huán)保問題,汽車也將從內(nèi)燃機(jī)汽車發(fā)展到包括純電動(dòng)汽車(BEF)、混合電動(dòng)汽車(HEV)以及燃料電池汽車(FCV)的新能源汽車時(shí)代,因此結(jié)合新能源汽車信息量多、電子化程度高的特點(diǎn),開發(fā)新一代汽車智能儀表具有重要的現(xiàn)實(shí)和長遠(yuǎn)意義。 本文正是在這樣的背景下,以同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院自主研發(fā)的ROVER燃料電池轎車為研究對(duì)象,進(jìn)行了汽車智能儀表的一些功能研究與開發(fā)。所做的主要工作有: (1)根據(jù)要實(shí)現(xiàn)的功能確定所需的硬件資源,選擇合適的嵌入式硬件系統(tǒng)。 (2)嵌入式操作系統(tǒng)的選擇和二次開發(fā)。在選擇操作系統(tǒng)時(shí)要考慮到系統(tǒng)的硬件可移植性、實(shí)時(shí)性、對(duì)內(nèi)存的需求以及提供哪些開發(fā)工具等。 (3)應(yīng)用軟件的開發(fā)。主要是儀表界面設(shè)計(jì),包括數(shù)字圖形顯示,動(dòng)畫顯示,數(shù)據(jù)庫開發(fā)等。 (4)基于無線數(shù)據(jù)傳輸模塊下的GPRS無線通訊實(shí)驗(yàn)。包括客戶端和服務(wù)器端系統(tǒng)配置,動(dòng)態(tài)域名解析等。 該儀表已應(yīng)用于ROVER燃料電池轎車,實(shí)踐表明,在嵌入式平臺(tái)上顯示車載信息,同傳統(tǒng)儀表相比具有較大的優(yōu)勢(shì)。可滿足小型化、輕量化的要求;造型美觀,可動(dòng)畫顯示、可讀性、可視性強(qiáng);可實(shí)現(xiàn)一表多用。從軟件方面來講,引入了操作系統(tǒng)的概念,增強(qiáng)了代碼的可讀性、可維護(hù)性、可擴(kuò)展性以及靈活性;信息顯示自由度高,顯示界面人性化,可定制;即使更換硬件平臺(tái),也只需對(duì)操作系統(tǒng)和底層驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行少量的移植工作,而無需修改與硬件無關(guān)的應(yīng)用代碼。

    標(biāo)簽: 車載 智能儀表

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

    上傳用戶:SimonQQ

  • ARM體系的嵌入式工控一體機(jī)

    隨著嵌入式控制在工業(yè)領(lǐng)域的不斷滲入,進(jìn)入21世紀(jì)之后,基于ARM體系Linux操作系統(tǒng)的嵌入式一體化工業(yè)控制系統(tǒng)成為了工業(yè)控制的主要發(fā)展方向,ARM芯片不僅體積小,功耗低,而且功能強(qiáng);Linux由于其開源,穩(wěn)定以及成本低的優(yōu)點(diǎn),在嵌入式系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。 本文研究的主要內(nèi)容是基于Linux操作系統(tǒng)ARM體系的嵌入式工控一體機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。該嵌入式工控一體機(jī)是基于Motorola公司研發(fā)的ARM9嵌入式系統(tǒng)和Linux操作系統(tǒng)的設(shè)備,整個(gè)系統(tǒng)體積小,結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn),并有很高的執(zhí)行效率。它根據(jù)特定的工業(yè)控制對(duì)象定制特定的模型與控制算法。另外,該設(shè)備自身還具備各種數(shù)字PID控制算法,實(shí)現(xiàn)PID閉環(huán)控制。可以應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域中的各類被控設(shè)備,以及為高校自動(dòng)化控制實(shí)驗(yàn)和工業(yè)應(yīng)用研究提供解決方案。它的軟件編程由Qt集成開發(fā)環(huán)境實(shí)現(xiàn),Qt是基于C++的針對(duì)構(gòu)造圖形用戶界面(程序)所使用的GUI工具包,它速度塊,易于使用,并具有很好的可移植性。 本文首先對(duì)嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行選型,然后提出了系統(tǒng)的軟硬件整體架構(gòu)和系統(tǒng)的啟動(dòng)流程。接著介紹了系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境的搭建,包括啟動(dòng)加載器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),Linux內(nèi)核的移植,設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的編寫以及圖形用戶界面的實(shí)現(xiàn)。最后,詳細(xì)介紹了一個(gè)具有創(chuàng)新性的案例作為該嵌入式Linux工控一體機(jī)作為通訊和控制終端的典型應(yīng)用。 該嵌入式Linux工控一體機(jī)具有極好的實(shí)用性和應(yīng)用前景,并且其設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程對(duì)于其它嵌入式平臺(tái)也具有很好的參考價(jià)值。

    標(biāo)簽: ARM 嵌入式 工控

    上傳時(shí)間: 2013-07-27

    上傳用戶:zhaiyanzhong

  • 多點(diǎn)無線擴(kuò)頻通信系統(tǒng)

    擴(kuò)頻通信具有較強(qiáng)的抗干擾、抗偵查和抗衰落能力,可以實(shí)現(xiàn)碼分多址,目前廣泛應(yīng)用于通信抗干擾、衛(wèi)星通信、導(dǎo)航、保密通信、測(cè)距和定位等各個(gè)方面。另外,隨著集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)字接收機(jī)和軟件無線電也已經(jīng)是現(xiàn)代通信研究的一個(gè)熱點(diǎn)。 本文正是順應(yīng)這種發(fā)展趨勢(shì),在某工程項(xiàng)目的通信分系統(tǒng)中建立CDMA直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)。 本文作者承擔(dān)了多點(diǎn)無線擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的研究,建立了一個(gè)完整的仿真系統(tǒng)。提出了適合于本系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)算法,同時(shí)還建立了基于軟件無線電平臺(tái)的系統(tǒng)的全FPGA設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),包括各個(gè)模塊的測(cè)試和整個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)合測(cè)試。 文章的主要內(nèi)容如下: 1.簡(jiǎn)述了擴(kuò)頻通信及軟件無線電的發(fā)展及現(xiàn)狀。 2. 對(duì)直擴(kuò)系統(tǒng)的基本原理和系統(tǒng)中采用的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了闡述。相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)包括擴(kuò)頻碼的研究和選取,擴(kuò)頻碼同步的研究,包括捕獲算法和跟蹤算法的研究,以及自適應(yīng)門限的研究。 3.詳細(xì)討論了該多點(diǎn)無線通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),提出了適合于本系統(tǒng)的算法。首先闡述了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)參數(shù),接著分為物理層和鏈路層詳細(xì)闡述了各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)與仿真,包括matlab仿真和modelsim仿真,文中給出了大量的仿真結(jié)果圖。仿真結(jié)果證明算法的正確性,仿真性能也能滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。 4.介紹了該多點(diǎn)無線通信系統(tǒng)的硬件平臺(tái)與系統(tǒng)調(diào)試。首先介紹了系統(tǒng)的硬件平臺(tái)和硬件框圖,介紹了系統(tǒng)的相關(guān)器件及其配置,接著介紹了FPGA的開發(fā)流程、開發(fā)工具、設(shè)計(jì)原則及遇到的相關(guān)問題,最后介紹了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)驗(yàn)證與性能分析,給出了系統(tǒng)的調(diào)試方案和調(diào)試結(jié)果。 本文所討論的多點(diǎn)無線通信系統(tǒng)已經(jīng)在某工程項(xiàng)目的通信分系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。目前工作正常,性能良好,具有通用性、可移植性,有重要的理論及實(shí)用價(jià)值。

    標(biāo)簽: 多點(diǎn) 無線擴(kuò)頻 通信系統(tǒng)

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

    上傳用戶:wzr0701

  • TFTLCD顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

    如今IC設(shè)計(jì)進(jìn)入了SOC(System-on-chip)設(shè)計(jì)時(shí)代。SOC是指在單一芯片上集成了微控制器、數(shù)字信號(hào)處理器、存儲(chǔ)器、I/O接口等,可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、處理等功能的芯片。SOC設(shè)計(jì)是基于IP可重用性的設(shè)計(jì)過程。現(xiàn)在已有不少公司成功地開發(fā)了各種SOC總線規(guī)范,以便于IP核的可復(fù)用性設(shè)計(jì)。其中,ARM公司開發(fā)的AMBA(Advanced Microcontroller Bus Arehitecture)規(guī)范已經(jīng)成為嵌入式應(yīng)用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。嵌入式SOC芯片廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子產(chǎn)品中,近年來隨著彩屏手機(jī)、PDA等移動(dòng)終端的普及,液晶電視等平板顯示器件的推廣,液晶顯示器已經(jīng)逐漸取代CRT成為主流的顯示器件。LCD Driver IC作為液晶顯示器的重要部件,需求量也日益增大。嵌入式液晶顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是當(dāng)今SOC設(shè)計(jì)中不可缺少的部分,而基于AMBA總線規(guī)范的LCD顯示系統(tǒng)更是具備良好的性能和較大的潛力。 本文提出了一種基于AMBA總線規(guī)范的彩色TFT-LCD數(shù)字圖像顯示解決方案,硬件設(shè)計(jì)上包括APB存儲(chǔ)接口模塊、LCD控制模塊,并用VHDL硬件描述語言進(jìn)行了功能仿真,采用Mentor公司Modelsim5.8完成了系統(tǒng)功能驗(yàn)證;軟件設(shè)計(jì)上完成了基于SAMSUNG公司S6D0110 TFT-LCD驅(qū)動(dòng)芯片的測(cè)試程序的編寫和系統(tǒng)測(cè)試。本設(shè)計(jì)不需要掌握TFT-LCD內(nèi)部構(gòu)造,復(fù)雜的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)原理,只需要掌握AMBA總線規(guī)范和LCD的MPU并行接口時(shí)序,采用本課題設(shè)計(jì)出的LCD顯示控制模塊簡(jiǎn)單實(shí)用,便于推廣應(yīng)用。 本課題基于Xilinx公司的VirtexⅡ FF1152 PROTO開發(fā)平臺(tái)完成了軟件調(diào)試,實(shí)現(xiàn)了TFT-LCD圖像顯示。調(diào)試結(jié)果表明硬件和軟件設(shè)計(jì)正確且取得了較為滿意的結(jié)果。

    標(biāo)簽: TFTLCD 顯示系統(tǒng)

    上傳時(shí)間: 2013-06-02

    上傳用戶:小楓殘?jiān)?/p>

  • PCI總線圖像采集卡的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

    圖像采集系統(tǒng)是數(shù)字圖像信號(hào)處理過程中不可缺少的重要部分,它將前端相機(jī)所捕獲的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào),或者直接從數(shù)字相機(jī)中獲取數(shù)字信號(hào),然后通過高速的計(jì)算機(jī)總線傳回計(jì)算機(jī),憑借計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大的運(yùn)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理等操作能力,可以方便快捷地對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析處理,具有人機(jī)友好、功能靈活、可移植性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。隨著對(duì)數(shù)據(jù)傳送速度要求的提高,PCI總線以其高的數(shù)據(jù)傳輸率,即插即用,低功耗等眾多優(yōu)點(diǎn),得到廣泛的應(yīng)用。本文針對(duì)PCI總線接口電路使用的廣泛性,介紹了PLX公司橋接芯片PCI9054主模式的工作原理和中斷機(jī)制,采用可編程邏輯器件FPGA實(shí)現(xiàn)與PCI9054的本地接口的信號(hào)轉(zhuǎn)換,給出了邏輯實(shí)現(xiàn)方案和仿真圖。本文針對(duì)FPGA中各功能模塊的邏輯設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)分析,并對(duì)每個(gè)模塊都給出了精確的仿真結(jié)果。同時(shí),文中還在其它章節(jié)詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)、并行接口設(shè)計(jì)、PCI接口設(shè)計(jì)、PC端控制軟件設(shè)計(jì)以及用于調(diào)試過程中的SignalTapⅡ嵌入式邏輯分析儀的使用方法,并且也對(duì)系統(tǒng)的仿真結(jié)果和測(cè)試結(jié)果給出了分析及討論。最后還附上了系統(tǒng)的PCB版圖、FPGA邏輯設(shè)計(jì)圖、實(shí)物圖及注釋詳細(xì)的相關(guān)源程序清單。在文章的軟件設(shè)計(jì)部分介紹了WinDriver驅(qū)動(dòng)開發(fā)工具,利用WinDriver工具,在WindowsXP系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序開發(fā),完成主模式數(shù)據(jù)傳輸和設(shè)備中斷的功能。

    標(biāo)簽: PCI 總線 圖像采集 卡的設(shè)計(jì)

    上傳時(shí)間: 2013-06-03

    上傳用戶:com1com2

  • 基于FPGA的全景圖像處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,視頻圖像處理的應(yīng)用越來越廣泛,各種圖像處理算法日趨成熟,相關(guān)的硬件技術(shù)更是不斷推陳出新。現(xiàn)代大規(guī)模集成電路VLSI技術(shù)的迅猛發(fā)展為視頻圖像處理技術(shù)提供了硬件基礎(chǔ)。其中,現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA用于嵌入式視頻圖像處理有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。FPGA高性能、高集成度、低功耗的特點(diǎn)不僅使其具備高速CPU的性能,而且其可編程性使得設(shè)計(jì)者可以方便的通過對(duì)邏輯結(jié)構(gòu)的修改和配置,完成對(duì)系統(tǒng)的升級(jí)。 本文根據(jù)FPGA的并行處理特點(diǎn),以及其在實(shí)時(shí)圖像處理方面的優(yōu)勢(shì),進(jìn)行了基于FPGA的全景圖像處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中,廣泛查閱了相關(guān)資料,通過分析系統(tǒng)的功能,進(jìn)行具體器件的選型,最后確定紅色颶風(fēng)Ⅱ代開發(fā)板及其擴(kuò)展板作為本系統(tǒng)的硬件開發(fā)平臺(tái)。然后通過編寫相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序(I2C總線控制器、SDRAM控制器),應(yīng)用程序(視頻數(shù)據(jù)接收與存儲(chǔ)邏輯模塊),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)圖像采集、存儲(chǔ)的功能。本文的所有邏輯模塊均采用Verilog HDL語言進(jìn)行描述設(shè)計(jì)。 本文最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,系統(tǒng)達(dá)到了圖像實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)的功能,能進(jìn)行正確可靠的工作。該系統(tǒng)為后續(xù)的圖像處理打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),同時(shí)整個(gè)系統(tǒng)的邏輯模塊資源消耗只占FPGA(EP1C12)的百分之幾,剩余資源還可以來用作一些硬件算法。

    標(biāo)簽: FPGA 全景圖像 處理系統(tǒng)

    上傳時(shí)間: 2013-07-02

    上傳用戶:lh25584

  • 基于FPGA的出租車計(jì)費(fèi)器設(shè)計(jì)

    本文介紹了一種采用單片F(xiàn)PGA 芯片進(jìn)行出租車計(jì)費(fèi)器的設(shè)計(jì)方法,主要闡述如何使用新興的EDA 器件取代傳統(tǒng)的電子設(shè)計(jì)方法,利用FPGA 的可編程性,簡(jiǎn)潔而又多變的設(shè)計(jì)方法,縮短了研發(fā)周期,同時(shí)使出租車計(jì)費(fèi)器體積更小功能更強(qiáng)大。本設(shè)計(jì)不僅實(shí)現(xiàn)了出租車計(jì)費(fèi)器所需的一些基本功能,同時(shí)考慮到出租車行業(yè)的一些特殊性,更注重了把一些新的思路加入到設(shè)計(jì)中。主要包括采用了FPGA 芯片,使用VHDL 語言進(jìn)行編程,使其具有了更強(qiáng)的移植性,更加利于產(chǎn)品升級(jí);利用LCD 液晶顯示取代了傳統(tǒng)的LED顯示,使其在顯示時(shí)更靈活多變,可以按需要改變顯示內(nèi)容而不拘泥于硬件; 靈活的計(jì)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定使得油價(jià)波動(dòng)等成本因數(shù)和出租車價(jià)格聯(lián)動(dòng)成為可能; 同時(shí)也增加了統(tǒng)計(jì)功能、密碼設(shè)定、超速警報(bào)、路橋費(fèi)等新的功能使得本設(shè)計(jì)更加具有實(shí)用價(jià)值。

    標(biāo)簽: FPGA 出租車計(jì)費(fèi)器

    上傳時(shí)間: 2013-08-02

    上傳用戶:sardinescn

  • 基于FPGA的頻率域MPEG2碼率轉(zhuǎn)換

    近年來,隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)受到廣泛接受,視頻點(diǎn)播、視頻流和遠(yuǎn)程教育等基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體業(yè)務(wù)逐漸普及。為了對(duì)擁有不同終端資源,不同接入網(wǎng)絡(luò)以及不同興趣的用戶提供靈活的多媒體數(shù)據(jù)訪問服務(wù),多媒體數(shù)據(jù)的內(nèi)容需要根據(jù)應(yīng)用環(huán)境動(dòng)態(tài)調(diào)整,轉(zhuǎn)碼正是實(shí)現(xiàn)這一挑戰(zhàn)性任務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)之一。 視頻轉(zhuǎn)碼對(duì)時(shí)間的要求非常苛刻,以至于用高速的通用微處理器芯片也無法在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成必要的運(yùn)算。因此,必須為這樣的運(yùn)算設(shè)計(jì)一個(gè)專用的高速硬線邏輯電路,在高速FPGA器件上實(shí)現(xiàn)或制成高速專用集成電路。用高密度的FPGA來構(gòu)成完成轉(zhuǎn)碼算法所需的電路系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)專用集成電路的功能,因其成本低、設(shè)計(jì)周期短、功耗小、可靠性高、使用靈活等優(yōu)點(diǎn)而成為適合本課題的最佳選擇。 本文根據(jù)MPEG-2中可變長編碼(VLC)理論,采用了兩級(jí)查找表減少了VLC存儲(chǔ)空間的使用,完成VLC編碼的實(shí)現(xiàn)。根據(jù)MPEG-2中關(guān)于System Packet的定義,針對(duì)FPGA可實(shí)現(xiàn)性,以空間換取復(fù)雜度的減少,實(shí)現(xiàn)了PES包的打包模塊。根據(jù)MPEG-2相應(yīng)的轉(zhuǎn)碼理論,完成了對(duì)系統(tǒng)解碼模塊相應(yīng)的連接和調(diào)試,對(duì)解碼模塊以真實(shí)的bit流進(jìn)行了貼近板級(jí)的情況的仿真。根據(jù)MPEG-2中TM5的算法的局限性,分析得出只需要對(duì)P幀進(jìn)行相應(yīng)處理即可改進(jìn)場(chǎng)景變換對(duì)視頻質(zhì)量的影響,完成對(duì)TM5的算法的改進(jìn)。通過性能估算和電路仿真,各模塊的吞吐率能夠滿足轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)的要求。

    標(biāo)簽: MPEG2 FPGA 頻率 碼率

    上傳時(shí)間: 2013-07-22

    上傳用戶:shinesyh

  • 基于FPGA的數(shù)字下變頻器

    本文設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的數(shù)字下變頻器DDC,用于寬帶數(shù)字中頻軟件無線電接收機(jī)中。采用自上向下的模塊化設(shè)計(jì)方法,將DDC的功能劃分為基本單元,實(shí)現(xiàn)這些功能模塊并組成模塊庫。在具體應(yīng)用時(shí),優(yōu)化配置各個(gè)模塊來滿足具體無線通信系統(tǒng)性能的要求。這樣做比傳統(tǒng)ASIC數(shù)字下變頻器具有更好的可編程性和靈活性,從而滿足不同的工程設(shè)計(jì)需求。 首先闡述了軟件無線電中關(guān)鍵的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù),包括中頻處理中的下變頻技術(shù)、抽取技術(shù)以及帶通采樣技術(shù)。利用MATLAB的Simulink完成了對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性。之后用QuartusII進(jìn)行了基于FPGA抽取濾波器和NCO等關(guān)鍵模塊的設(shè)計(jì),編譯后進(jìn)行了時(shí)序仿真,最后在PCB板上實(shí)現(xiàn)了實(shí)際電路并應(yīng)用于工程項(xiàng)目中。

    標(biāo)簽: FPGA 數(shù)字下變頻

    上傳時(shí)間: 2013-08-05

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  • 基于FPGA的諧波分析儀

    隨著各種非線性電力電子設(shè)備的大量應(yīng)用,電網(wǎng)中的諧波污染日益嚴(yán)重。為了保證電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,保證電氣設(shè)備和用電人員的安全,治理電磁環(huán)境污染、維護(hù)綠色環(huán)境,研究實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的電力諧波分析系統(tǒng),對(duì)電網(wǎng)中的諧波進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)、分析和監(jiān)控,都具有重要的理論和工程實(shí)際意義。 目前實(shí)際應(yīng)用的電力諧波分析系統(tǒng)大多是以單片機(jī)為核心組成。單片機(jī)運(yùn)行速度慢,實(shí)時(shí)性較差,不能滿足實(shí)際應(yīng)用中對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性越來越高的要求。另外,單片機(jī)的地址線和數(shù)據(jù)線位數(shù)較少,這使得由單片機(jī)構(gòu)成的電力諧波分析系統(tǒng)外圍電路龐大,系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性上都大打折扣。 本文首先研究了電力諧波的產(chǎn)生,危害及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,對(duì)電力諧波檢測(cè)中常用的各種算法進(jìn)行分析和比較;然后介紹了FPGA芯片的特性和SOPC系統(tǒng)的特點(diǎn),并分析比較了傳統(tǒng)測(cè)量諧波裝置和基于FPGA的新型諧波測(cè)量儀器的特性。綜述了可編程元器件的發(fā)展過程、主要工藝發(fā)展及目前的應(yīng)用情況。 然后,對(duì)整個(gè)諧波處理器系統(tǒng)的框架及結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述,包括系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)分配,外圍硬件電路的結(jié)構(gòu)及軟件設(shè)計(jì)流程。其后,針對(duì)系統(tǒng)外圍硬件電路、FFTIP核設(shè)計(jì)和SOPC系統(tǒng)的組建,進(jìn)行詳細(xì)的分析與設(shè)計(jì)。系統(tǒng)采用NiosⅡ處理器核和FFT運(yùn)算協(xié)處理器相結(jié)合的結(jié)構(gòu)。FFT運(yùn)算用專門的FFT運(yùn)算協(xié)處理器核完成,使得系統(tǒng)克服的單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性差和速度慢的缺點(diǎn)。FFTIP核采用現(xiàn)在ASIC領(lǐng)域的一種主流硬件描述語言VHDL進(jìn)行編寫,采用順序的處理結(jié)構(gòu)和IEEE浮點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算,具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、占用硬件資源少和高運(yùn)算精度的優(yōu)點(diǎn)。諧波分析儀系統(tǒng)組建采用SOPC系統(tǒng)。SOPC系統(tǒng)具有可對(duì)硬件剪裁和添加的特點(diǎn),使得系統(tǒng)的更簡(jiǎn)單,應(yīng)用面更廣,專用性更強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。最后,給出了對(duì)系統(tǒng)中各模塊進(jìn)行仿真及系統(tǒng)生成的結(jié)果。

    標(biāo)簽: FPGA 諧波分析儀

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

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