論文根據(jù)系統(tǒng)具體控制對(duì)象將多電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車的操穩(wěn)性控制劃分為間接穩(wěn)定性控制與直接穩(wěn)定性控制兩大類，前者以優(yōu)化車輪和路面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為目標(biāo);而后者直接以整車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)參量為調(diào)節(jié)對(duì)象.針對(duì)雙電機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)EV，提出了基于自由輪轉(zhuǎn)速信息的驅(qū)動(dòng)防滑控制.分析了汽車轉(zhuǎn)向過程的差速動(dòng)力學(xué)原理，在Ackermann-Jeantand轉(zhuǎn)向側(cè)幾何模型下討論了理想差速過程中車輪驅(qū)/制動(dòng)轉(zhuǎn)矩變化應(yīng)滿足的條件.根據(jù)上述分析提出了一種雙模式轉(zhuǎn)矩分配電子差速器設(shè)計(jì)思路.分析了直接橫擺力偶矩的產(chǎn)生與簡化的轉(zhuǎn)矩分配方法.基于零側(cè)偏理想模型設(shè)計(jì)了雙電機(jī)EV的前饋直接橫擺力偶矩控制器并進(jìn)行數(shù)值仿真，結(jié)果顯示該方法能一定程度改善操穩(wěn)性，但控制效果受系統(tǒng)非線性影響較大.提出應(yīng)用隱模型跟蹤最優(yōu)控制理論的DYC控制策略，設(shè)計(jì)了控制器并進(jìn)行仿真計(jì)算，證明此控制方法能在降低質(zhì)心側(cè)偏的同時(shí)保證橫擺角速度響應(yīng)的穩(wěn)定、平滑、快速，并能適應(yīng)不同路面情況.通過仿真討論前驅(qū)動(dòng)或后驅(qū)動(dòng)布局與DYC控制效果的關(guān)系以及系統(tǒng)對(duì)汽車質(zhì)心參數(shù)變化的適應(yīng)性.設(shè)計(jì)并改裝了雙電機(jī)前輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)車.初步試車中該車轉(zhuǎn)向與加速皆運(yùn)行良好，以此為基礎(chǔ)未來可進(jìn)行控制策略實(shí)車測試.
標(biāo)簽： 電機(jī) 獨(dú)立 控制研究 電動(dòng)車
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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交流電動(dòng)機(jī)是一個(gè)多變量、高階、強(qiáng)耦合的非線性系統(tǒng)，不象直流電機(jī)那樣易于控制轉(zhuǎn)矩，采用矢量控制技術(shù)可解決傳統(tǒng)交流調(diào)速的難題，使交流電機(jī)可以按直流電機(jī)的控制規(guī)律來進(jìn)行控制，而無傳感器矢量控制技術(shù)由于可以省去速度傳感器，使相應(yīng)的交流調(diào)速系統(tǒng)變得簡便、廉價(jià)和可靠，所以成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)，本論文工作就是這方面的一個(gè)嘗試。 論文首先介紹了矢量控制技術(shù)的基本理論。對(duì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在三相靜止坐標(biāo)系下強(qiáng)耦合和互感變參數(shù)的數(shù)學(xué)模型，通過坐標(biāo)變換，導(dǎo)出感應(yīng)電機(jī)在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，然后將同步坐標(biāo)系按轉(zhuǎn)子磁場定向，實(shí)現(xiàn)了對(duì)轉(zhuǎn)子磁鏈和轉(zhuǎn)矩的分別控制，從而可以按直流電機(jī)的控制規(guī)律來控制交流電機(jī)。 其次，論文基于同步軸系下的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)電壓磁鏈方程式，提出了一種感應(yīng)電動(dòng)機(jī)按轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制方法，利用在同步軸系中T軸電流的誤差信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)速度的估算，這種速度估算方法結(jié)構(gòu)簡單，有一定的自適應(yīng)能力。同時(shí)在該無傳感器矢量控制系統(tǒng)中，由于采用了經(jīng)典的PI調(diào)節(jié)器，使得控制系統(tǒng)更為簡單易行。 論文利用MATLAB建立了該無傳感器矢量控制系統(tǒng)的仿真模型。為提高系統(tǒng)的適應(yīng)性和仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性，仿真模型采用了標(biāo)么值系統(tǒng)，并考慮了控制周期和采樣信號(hào)周期對(duì)仿真結(jié)果的影響。討論了離散控制引起的相位補(bǔ)償問題，使仿真結(jié)果更接近實(shí)際工程系統(tǒng)。 最后，通過仿真進(jìn)一步驗(yàn)證了本文提出的無傳感器矢量控制系統(tǒng)的正確性和可行性，也證明了速度估計(jì)模型對(duì)速度估計(jì)準(zhǔn)確，且對(duì)參數(shù)的變化有較強(qiáng)的魯棒性。
標(biāo)簽： 無傳感器 矢量控制系統(tǒng) 速度
上傳時(shí)間： 2013-06-02
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在永磁直流電機(jī)中，即使電樞繞組不通電，由于永磁體產(chǎn)生的磁場同電樞鐵芯的齒槽相互作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，即齒槽定位力矩(CoggingTorque)。定位力矩使電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，產(chǎn)生振動(dòng)及噪聲。文中闡述了產(chǎn)生定位力矩的原理，綜述了包括德昌電機(jī)公司的技術(shù)在內(nèi)的抑制定位力矩的方法和研究現(xiàn)狀。抑制定位力矩的方法，主要就是減小電樞旋轉(zhuǎn)過程中氣隙中磁場能量的變化。 文中以少槽永磁直流電機(jī)為例，通過有限元分析，以及DOE實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，對(duì)轉(zhuǎn)子沖片增加輔助凹槽、充磁方式和轉(zhuǎn)子沖片不同類型對(duì)定位力矩的影響進(jìn)行了研究，深入分析了沖片輔助凹槽對(duì)抑制少槽永磁直流電機(jī)定位力矩的作用，結(jié)果表明，同一沖片上在對(duì)稱位置上排布輔助凹槽能取得很好的效果，而以沖片中心線對(duì)稱地加兩個(gè)輔助凹槽時(shí)，輔助凹槽角度不同作用不同。對(duì)不同沖片，適合的輔助凹槽角度也是不同的。文中找出了一個(gè)較成熟的抑制少槽永磁直流電機(jī)定位力矩的系統(tǒng)方法，給出了生產(chǎn)中實(shí)用的抑制方法，同時(shí)通過實(shí)驗(yàn)給出了這些方法對(duì)電機(jī)性能的影響。 DOE方法能從不同因素中找出對(duì)定位力矩起主要作用的變異因素，并且尋找到各變異因素之間的影響作用，給出抑制定位力矩各變量的最佳組合，相比現(xiàn)時(shí)生產(chǎn)中的方法，該組合可將定位力矩降低70％。
上傳時(shí)間： 2013-07-10
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超聲波電機(jī)是一種全新原理的直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)，它利用壓電陶瓷逆壓電效應(yīng)激發(fā)的超聲振動(dòng)作為驅(qū)動(dòng)力，通過定轉(zhuǎn)子間的摩擦力來驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)。與傳統(tǒng)的電磁電機(jī)相比，它具有低速大轉(zhuǎn)矩、無電磁干擾、動(dòng)作相應(yīng)快、運(yùn)行無噪聲、無輸入自鎖等卓越特性，在非連續(xù)運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域、精密控制領(lǐng)域要比傳統(tǒng)的電磁電機(jī)性能優(yōu)越得多。超聲波電機(jī)在工業(yè)控制系統(tǒng)、汽車專用電器、精密儀器儀表、辦公自動(dòng)化設(shè)備、智能機(jī)器人等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，近年來倍受科技界和工業(yè)界的重視，成為當(dāng)前機(jī)電控制領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。 本文主要研究了行波型超聲波電機(jī)的嵌入式驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)是基于ARM嵌入式微控芯片設(shè)計(jì)的。全文共分為6部分。第一章主要介紹了國內(nèi)外超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r，ARM芯片的結(jié)構(gòu)原理以及本課題的選題意義。第二章在前人的研究基礎(chǔ)上做了系統(tǒng)仿真，為系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)提供設(shè)計(jì)指導(dǎo)。第三章提出了基于ARM的超聲波電機(jī)嵌入式驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，并介紹了系統(tǒng)各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)與調(diào)試的過程和結(jié)果。第四章介紹了uC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)在ARM上的移植，以及基于該操作系統(tǒng)的電機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程。第五章介紹了系統(tǒng)各子程序的設(shè)計(jì)，速度控制與定位控制的算法設(shè)計(jì)，以及系統(tǒng)調(diào)試的結(jié)果。第六章總結(jié)了本論文的主要貢獻(xiàn)、存在問題以及后續(xù)課題的研究方向。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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作為交流異步電機(jī)控制的一種方式，矢量控制技術(shù)已成為高性能變頻調(diào)速系統(tǒng)的首選方案。矢量控制系統(tǒng)中，磁鏈的觀測精度直接影響到系統(tǒng)控制性能的好壞。在轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)矩電流和勵(lì)磁電流能得到完全解耦[1]。一般而言，轉(zhuǎn)子磁鏈觀測有兩種方法:電流模型法和電壓模型法。磁鏈的電流模型觀測法中需要電機(jī)轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)，而轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)易受溫度和磁飽和影響。為克服這些缺點(diǎn)，需要對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)子參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測，但這樣將使得系統(tǒng)更加的復(fù)雜。磁鏈的電壓模型觀測法中不含轉(zhuǎn)子參數(shù)，受電機(jī)參數(shù)變化的影響較小。矢量控制計(jì)算量大，要求具有一定的實(shí)時(shí)性，從而對(duì)控制芯片的運(yùn)算速度提出了更高的要求。 本文介紹了一種異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，采用了電壓模型觀測器[2]對(duì)轉(zhuǎn)子磁鏈進(jìn)行估計(jì)，針對(duì)積分環(huán)節(jié)的誤差積累和直流漂移問題，采用了一種帶飽和反饋環(huán)節(jié)的積分器[3]來代替電壓模型觀測器中的純積分環(huán)節(jié)。整個(gè)算法在tms320f2812 dsp芯片上實(shí)現(xiàn)，運(yùn)算速度快，保證了系統(tǒng)具有很好的實(shí)時(shí)性。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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目前，在伺服控制系統(tǒng)中，通常采用三相電壓型逆變器來驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)。橋式電路中為避免同一橋臂開關(guān)器件的直通現(xiàn)象, 必須插入死區(qū)時(shí)間。死區(qū)時(shí)間和開關(guān)器件的非理想特性往往會(huì)造成輸出電壓、電流的畸變，從而造成電機(jī)轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)，影響系統(tǒng)工作性能。因此，必須對(duì)電壓型逆變器中的死區(qū)效應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償。
標(biāo)簽： 全數(shù)字 伺服系統(tǒng) 死區(qū)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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傳感器是測控系統(tǒng)的重要組成部分，但有些傳感器，如增量式或絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器，因無配套的二次儀表，給使用帶來不便。有些傳感器雖然可以買到配套的儀表，但價(jià)格昂貴，功能單一且功能無法擴(kuò)展。為此，本課題以設(shè)計(jì)一種通用性強(qiáng)，功能擴(kuò)展方便的測量儀表為目的，將計(jì)算機(jī)技術(shù)與嵌入式微處理器技術(shù)用于測量儀表當(dāng)中，設(shè)計(jì)一種基于ARM的嵌入式智能儀表。課題主要研究工作包括： 1.在分析比較各種二次儀表功能的基礎(chǔ)上，提出了基于ARM的嵌入式智能儀表設(shè)計(jì)方案。搭建了儀表的硬件平臺(tái)。 2.軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了μC/OS-Ⅱ嵌入式系統(tǒng)在ARM7微控制器上的移植。在此基礎(chǔ)上，對(duì)嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行了一定的擴(kuò)展，編寫了LCD驅(qū)動(dòng)程序，調(diào)用了串口通信，A/D轉(zhuǎn)換等模塊的API函數(shù)，建立了多任務(wù)環(huán)境，使儀表兼具PWM脈寬調(diào)制功能、數(shù)據(jù)采集、顯示和傳輸功能。 3.通過增量式、絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)驗(yàn)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器實(shí)驗(yàn)、輸出模擬信號(hào)的角度傳感器實(shí)驗(yàn)和PWM輸出實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證儀表的功能。 RTOS平臺(tái)的構(gòu)建，降低了軟件設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和靈活性，縮短了開發(fā)周期。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該儀表能夠準(zhǔn)確測定頻率信號(hào)、模擬信號(hào)及數(shù)字信號(hào)。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中真實(shí)感成像包括兩部分內(nèi)容：物體的精確圖形表示；場景中光照效果的適當(dāng)?shù)拿枋觥９庹招Чü獾姆瓷洹⑼该餍浴⒈砻婕y理和陰影。對(duì)物體進(jìn)行投影，然后再可見面上產(chǎn)生自然光照效果，可以實(shí)現(xiàn)場景的真實(shí)感顯示。光照明模型主要用于物體表面某點(diǎn)處的光強(qiáng)度計(jì)算。面繪制算法是通過光照模型中的光強(qiáng)度計(jì)算，以確定場景中物體表面的所有投影像素點(diǎn)的光強(qiáng)度。Phong明暗處理算法是生成真實(shí)感3D圖像最佳算法之一。但是由于其大量的像素級(jí)運(yùn)算和硬件難度而在實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)真實(shí)感圖形繪制中被Gotuaud明暗處理算法所取代。VLSI技術(shù)的發(fā)展以及對(duì)于高真實(shí)感實(shí)時(shí)圖形的需求使得Phong明暗處理算法的實(shí)現(xiàn)成為可能。利用泰勒級(jí)數(shù)近似的Fast Phong明暗處理算法適合硬件實(shí)現(xiàn)。此算法需要存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)的ROM。這增加了實(shí)現(xiàn)的難度。 本文完成了以下工作： 1、本文簡述了實(shí)時(shí)真實(shí)感圖形繪制管線，詳細(xì)敘述了所用到的光照明模型和明暗處理方法，并對(duì)幾種明暗處理方法的效果作了比較，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Fast Phong明暗處理算法適用于實(shí)時(shí)真實(shí)感圖形繪制。 2、在熟悉Xilinx公司FPGA芯片結(jié)構(gòu)及其開發(fā)流程的基礎(chǔ)上，結(jié)合Xilinx公司提供的FPGA開發(fā)工具ISE 7.1i，仿真工具為ISE simulator，綜合工具為XST；完成了Fast Phong明暗處理模塊的FPGA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。綜合得到的電路的最高頻率為54.058MHz。本文的Fast Phong明暗處理硬件模塊適用于實(shí)時(shí)真實(shí)感圖形繪制。 3、本文通過誤差分析，提出了優(yōu)化的查找表結(jié)構(gòu)。通過在FPGA上對(duì)本文所提結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明，本方案在提高速度、精度的同時(shí)將ROM的數(shù)據(jù)量從64K*8bit減少至13K*8bit。
上傳時(shí)間： 2013-06-21
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感應(yīng)電機(jī)具有可靠性好、結(jié)構(gòu)簡單、耐腐蝕、效率好、結(jié)構(gòu)緊湊、價(jià)格低廉和體積小等優(yōu)點(diǎn)，成為工業(yè)伺服控制的主要傳動(dòng)裝置然而，感應(yīng)電機(jī)又是一個(gè)多變量、強(qiáng)耦合的非線性系統(tǒng)，磁鏈和轉(zhuǎn)矩的非線性耦合及參數(shù)時(shí)變，使得感應(yīng)電機(jī)的控制十分復(fù)雜，特別是在實(shí)際電機(jī)控制系統(tǒng)中，還需要考慮硬件和周圍環(huán)境等多種因素的干擾，致使實(shí)現(xiàn)高性能的感應(yīng)電機(jī)控制系統(tǒng)更加困難 本文研究感應(yīng)電機(jī)的高性能控制策略，綜述了感應(yīng)電機(jī)高性能控制策略的發(fā)展歷程和感應(yīng)電機(jī)模糊控制的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了實(shí)際電機(jī)控制系統(tǒng)控制器選型中各個(gè)嵌入式微處理器的基本性能和優(yōu)缺點(diǎn)在給出三相坐標(biāo)系和二相坐標(biāo)系中的感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)模型之后，從理論上闡述了模糊控制和矢量控制的基本原理，針對(duì)傳統(tǒng)的PI控制器參數(shù)整定繁瑣，系統(tǒng)魯棒性差的缺點(diǎn)，論文將模糊控制技術(shù)應(yīng)用于感應(yīng)電機(jī)的變頻調(diào)速，采用CRI推理法，設(shè)計(jì)了一種參數(shù)自整定模糊PI矢量控制器，利用Matlab對(duì)基于模糊PI控制的感應(yīng)電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，并對(duì)采用兩種控制器實(shí)現(xiàn)的感應(yīng)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)進(jìn)行了比較、分析仿真結(jié)果表明模糊控制的控制性能優(yōu)于常規(guī)的PI調(diào)節(jié)器 論文對(duì)基于ARM的感應(yīng)電機(jī)數(shù)字控制技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，闡述了采用LPC2214ARM微處理器構(gòu)成數(shù)字感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的方法，給出了一種高性能感應(yīng)電機(jī)的數(shù)字實(shí)現(xiàn)方案，詳細(xì)介紹了系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的組成及軟件模塊的功能，并給出了主要算法的參考代碼，為實(shí)際電機(jī)控制器的選型和開發(fā)提供了一個(gè)新的思路
標(biāo)簽： ARM 感應(yīng)電機(jī) 數(shù)字控制器
上傳時(shí)間： 2013-08-03
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現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)是一種可實(shí)現(xiàn)多層次邏輯器件。基于SRAM的FPGA結(jié)構(gòu)由邏輯單元陣列來實(shí)現(xiàn)所需要的邏輯函數(shù)。FPGA中，互連線資源是預(yù)先定制的，這些資源是由各種長度的可分割金屬線，緩沖器和．MOS管實(shí)現(xiàn)的，所以相對(duì)于ASIC中互連線所占用的面積更大。為了節(jié)省芯片面積，一般都采用單個(gè)MOS晶體管來連接邏輯資源。MOS晶體管的導(dǎo)通電阻可以達(dá)到千歐量級(jí)，可分割金屬線段的電阻相對(duì)于MOS管來說是可以忽略的，然而它和地之間的電容達(dá)到了0.1pf[1]。為了評(píng)估FPGA的性能，用HSPICE仿真模型雖可以獲得非常精確的結(jié)果，但是基于此模型需要花費(fèi)太多的時(shí)間。這在基于時(shí)序驅(qū)動(dòng)的工藝映射和布局布線以及靜態(tài)時(shí)序分析中都是不可行的。于是，非常迫切地需要一種快速而精確的模型。 FPGA中連接盒、開關(guān)盒都是由MOS管組成的。FPGA中的時(shí)延很大部分取決于互連，而MOS傳輸晶體管在互連中又占了很大的比重。所以對(duì)于MOS管的建模對(duì)FPGA時(shí)延估算有很大的影響意義。對(duì)于MOS管，Muhammad[15]采用導(dǎo)通電阻來代替MOS管，然后用。Elmore[3]時(shí)延和Rubinstein[4]時(shí)延模型估算互連時(shí)延。Elmore時(shí)延用電路的一階矩來近似信號(hào)到達(dá)最大值50％時(shí)的時(shí)延，而Rubinstein也是通過計(jì)算電路的一階矩估算時(shí)延的上下邊界來估算電路的時(shí)延，然而他們都是用來計(jì)算RC互連時(shí)延。傳輸管是非線性器件，所以沒有一個(gè)固定的電阻，這就造成了Elmore時(shí)延和Rubinstein時(shí)延模型的過于近似的估算，對(duì)整體評(píng)估FPGA的性能帶來負(fù)面因素。 本論文提出快速而精確的現(xiàn)場可編程門陣列FPGA中的互連資源MOS傳輸管時(shí)延模型。首先從階躍信號(hào)推導(dǎo)出適合50％時(shí)延的等效電阻模型，然后在斜坡輸入的時(shí)候，給出斜坡輸入時(shí)的時(shí)延模型，并且給出等效電容的計(jì)算方法。結(jié)果驗(yàn)證了我們精確的時(shí)延模型在時(shí)間上的開銷少的性能。 在島型FPGA中，單個(gè)傳輸管能夠被用來作為互連線和互連線之間的連接，或者互連線和管腳之間的連接，如VPR把互連線和管腳作為布線資源，管腳只能單獨(dú)作為輸入或者輸出管腳，以致于它們不是一個(gè)線網(wǎng)的起點(diǎn)就是線網(wǎng)的終點(diǎn)。而這恰恰忽略了管腳實(shí)際在物理上可以作為互連線來使用的情況(VPR認(rèn)為dogleg現(xiàn)象本身對(duì)性能提高不多)。本論文通過對(duì)dogleg現(xiàn)象進(jìn)行了探索，并驗(yàn)證了在使用SUBSET開關(guān)盒的情況下，dogleg能提高FPGA的布通率。
上傳時(shí)間： 2013-07-24
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