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基于现场可编程门阵列的水果识别系统设计
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作者 金梅 曾欣 +2 位作者 张立国 冯景瑞 吴文哲 《高技术通讯》 CAS 北大核心 2024年第6期616-623,共8页
针对目前大多数水果识别系统实时性差和成本较高的问题,本文提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的水果识别系统。整体硬件设计包含图像采集、检测识别和显示模块。软件部分通过图像采集平台将水果图像存储至双倍数据率同步动态随机存储... 针对目前大多数水果识别系统实时性差和成本较高的问题,本文提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的水果识别系统。整体硬件设计包含图像采集、检测识别和显示模块。软件部分通过图像采集平台将水果图像存储至双倍数据率同步动态随机存储器(DDR3)控制模块,进行图像灰度化处理,并创造性地提出背景帧差法对水果图像进行分割。通过融合水果颜色和几何特征,实现对水果数量、颜色和种类的识别。整个水果识别系统在不同光照下对常见水果进行了测试。实验结果表明,水果平均识别准确率达到93.25%,识别速度约为16.67 ms,FPGA硬件资源消耗率仅占28.02%,可以满足实时性需求。 展开更多
关键词 水果识别 背景帧差法 图像处理 现场可编程门阵列(fpga)
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可编程门阵列WM-TDLAS气体检测系统设计及应用 被引量:3
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作者 张鑫 邱海峰 +2 位作者 兰嘉琪 胡琴 张贺 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期77-86,共10页
本文基于可编程逻辑门阵列(field programmable gate array,FPGA)快速处理数字信号及多线程优势,结合波长调制可调谐半导体激光吸收光谱(WM-TDLAS)技术,研制可编程门阵列WM-TDLAS二氧化碳浓度检测系统。根据应用功能需求,利用FPGA芯片... 本文基于可编程逻辑门阵列(field programmable gate array,FPGA)快速处理数字信号及多线程优势,结合波长调制可调谐半导体激光吸收光谱(WM-TDLAS)技术,研制可编程门阵列WM-TDLAS二氧化碳浓度检测系统。根据应用功能需求,利用FPGA芯片的逻辑门阵列可编程特性,设计了具备信号采集及调制、谐波解调功能的数字化锁相放大器(digital lock-in amplifier,DLIA)。为验证其性能进行谐波提取测试、Q值、抗噪声实验,结果表明目标频率提取线性度达99.99%,Q值可达45。在对不同信噪比信号进行谐波提取实验中,当信噪比为43 dB时,均值最大相对误差仅为0.91%。采用中心波长1572 nm分布式反馈激光器作为光源,覆盖选定的6360 cm−1处吸收线,密集多通气体吸收池有效光程14 m,开展了气体浓度检测实验。系统检测浓度与二次谐波幅值拟合线性度为99.982%,通过提升扫描波长频率,系统可在0.1 s获取浓度值。艾伦(Allan)方差结果表明,当积分时间为44 s时,系统的检测下限为1.86 ppm。实验结果表明,该可编程门阵列WM-TDLAS检测系统具有检测精度高、响应速度快、稳定性强和小型化的特点,可用于实际应用中浓度实时监测。 展开更多
关键词 光谱学 可编程逻辑门阵列 波长调制光谱 数字锁相放大器 气体检测
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完全可编程阀门阵列生物芯片下容错导向的高阶综合算法
3
作者 朱予涵 刘博文 +1 位作者 黄兴 刘耿耿 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期4141-4150,共10页
作为新一代流式微流控生物芯片,完全可编程阀门阵列(FPVA)生物芯片具有更高的灵活性和可编程性,已经成为一种流行的生物化学实验平台。然而,由于环境或人为因素,制造过程中通常存在一些物理故障,如通道阻塞和泄漏,这无疑会影响生化检测... 作为新一代流式微流控生物芯片,完全可编程阀门阵列(FPVA)生物芯片具有更高的灵活性和可编程性,已经成为一种流行的生物化学实验平台。然而,由于环境或人为因素,制造过程中通常存在一些物理故障,如通道阻塞和泄漏,这无疑会影响生化检测的结果。此外,高阶综合作为架构综合的首要阶段,其结果的质量直接影响着后续设计的优劣。因此,该文首次研究了FPVA生物芯片高阶综合过程中的容错问题,提出了单元功能转换方法、双向冗余方法、故障映射方法等动态容错技术,为实现高效的容错设计提供了技术保障。通过将这些技术集成到高阶综合设计中,进一步实现了一种高质量的FPVA生物芯片下容错导向的高阶综合算法,包括故障感知的实时绑定策略和故障感知的优先级调度策略,为实现芯片架构的鲁棒性和检测结果的准确性奠定了良好的基础。实验结果显示,所提算法能够得到一个FPVA生物芯片下高质量且容错的高阶综合方案,为后续实现容错物理设计方案提供了有力保障。 展开更多
关键词 微流控生物芯片 完全可编程门阵列 物理故障 容错 高阶综合
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现场可编程门阵列 第一讲 现场可编程门阵列FPGA概述 被引量:9
4
作者 郑友泉 《世界电子元器件》 2005年第9期40-45,共6页
IC技术讲座是本刊2005年推出的全新技术类栏目。为了让工程师在设计开发中完善和拓展基础理论与系统知识,丰富应用经验,《世界电子元器件》和中电网联合清华大学等知名院校共同创办了这个栏目,特约知名学者、教授以及著名半导体公司的... IC技术讲座是本刊2005年推出的全新技术类栏目。为了让工程师在设计开发中完善和拓展基础理论与系统知识,丰富应用经验,《世界电子元器件》和中电网联合清华大学等知名院校共同创办了这个栏目,特约知名学者、教授以及著名半导体公司的应用工程师撰写,以系列讲座的方式对热点IC技术进行全面而系统的介绍,涵盖最新技术要点。最先开设的讲座将围绕三大课题:DSP、FPGA和嵌入式系统,每个课题都将连载6期。 展开更多
关键词 技术讲座 现场可编程门阵列 IC技术 fpga 系统知识 电子元器件 半导体公司 嵌入式系统 基础理论 设计开发
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利用现场可编程门阵列FPGA开发专用实时图像处理系统芯片
5
作者 丁宏庆 燕春鹏 《电讯技术》 北大核心 1998年第6期84-87,共4页
本文介绍了一个实时图像处理系统中,利用FPGA开发专用算法模块的范例,使人们对FPGA的应用方法有一个较完整的认识。
关键词 现场 可编程门阵列 实时图像处理 芯片 fpga
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现场可编程门阵列 第二讲 现场可编程门阵列(FPGA)设计
6
作者 郑友泉 《世界电子元器件》 2005年第10期54-57,共4页
概述 随着器件规模、功能以及可靠性的不断提高,FPGA在现代数字系统中的应用日渐广泛.采用FPGA设计数字电路已经成为数字电路系统领域的主要设计方式之一.
关键词 现场可编程门阵列(fpga) 设计方式 数字电路系统 fpga设计 数字系统 可靠性 器件
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一种可编程异构芯片设计方法应用于视频桥接
7
作者 王潘丰 蔡懿慈 《电子学报》 北大核心 2025年第1期72-83,共12页
随着智能时代的到来,越来越多的设备拥有摄像头和显示屏,而它们具有各种各样不同接口和视频格式,视频桥接面临新的挑战.以往的解决方案是根据接口和视频格式的需求采用不同的电路,如现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FP... 随着智能时代的到来,越来越多的设备拥有摄像头和显示屏,而它们具有各种各样不同接口和视频格式,视频桥接面临新的挑战.以往的解决方案是根据接口和视频格式的需求采用不同的电路,如现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)、图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)和专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)等.但这种单一的电路模式难以同时满足低成本、超低功耗和小型化的要求,尤其是在移动显示领域.本文提出了一种新的异构体系架构,它将FPGA、微控制单元(MicroController Unit,MCU)、ASIC和存储器无缝集成到一个芯片中.该芯片不仅实现了小型化,而且具有低成本和低功耗的优势;更重要的是该款芯片可以支持不同接口和视频格式的桥接需求.针对不同算法的应用,本文给出了使用该芯片的评估方法和解决方案,为架构设计提供了依据.该芯片已成功在22 nm工艺流片,整体尺寸约为4 mm×4 mm,总功耗约为200 mW.它可以支持3840×2160分辨率和144 Hz刷新率的视频输入格式,1080×2340分辨率和90 Hz刷新率的视频输出格式.在实现同样视频桥接功能的应用时,本文所提芯片的面积和功耗均小于AMD芯片XC7K325T和Zynq Z7035的1/10.换而言之,针对此类场景的应用,本文方案在成本和功耗方面相比于传统商业FPGA有显著优化. 展开更多
关键词 异构架构 可编程 现场可编程门阵列(fpga) 专用集成电路(ASIC) 视频桥接 低功耗
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现场可编程门阵列 第三讲 FPGA高级应用与开发工具
8
作者 郑友泉 《世界电子元器件》 2005年第11期45-46,48,50,共4页
IC技术讲座是本刊2005年推出的全新技术类栏目。为了让工程师在设计开发中完善和拓展基础理论与系统知识,丰富应用经验,《世界电子元器件》和中电网联合清华大学等知名院校共同创办了这个栏目,特约知名学者、教授以及著名半导体公司的... IC技术讲座是本刊2005年推出的全新技术类栏目。为了让工程师在设计开发中完善和拓展基础理论与系统知识,丰富应用经验,《世界电子元器件》和中电网联合清华大学等知名院校共同创办了这个栏目,特约知名学者、教授以及著名半导体公司的应用工程师撰写,以系列讲座的方式对热点IC技术进行全面而系统的介绍,涵盖最新技术要点。最先开设的讲座将围绕三大课题:DSP、FPGA和嵌入式系统,每个课题都将连载6期。 展开更多
关键词 高级应用 现场可编程门阵列 fpga 开发工具 技术讲座 系统知识 IC技术 电子元器件 半导体公司
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现场可编程门阵列——第五讲 FPGA实现嵌入式系统
9
作者 孟宪元 《世界电子元器件》 2006年第1期26-30,共5页
IC技术讲座是本刊2005年推出的全新技术类栏目。为了让工程师在设计开发中完善和拓展基础理论与系统知识,丰富应用经验,《世界电子元器件》和中电网联合清华大学等知名院校共同创办了这个栏目,特约知名学者、教授以及著名半导体公司... IC技术讲座是本刊2005年推出的全新技术类栏目。为了让工程师在设计开发中完善和拓展基础理论与系统知识,丰富应用经验,《世界电子元器件》和中电网联合清华大学等知名院校共同创办了这个栏目,特约知名学者、教授以及著名半导体公司的应用工程师撰写,以系列讲座的方式对热点IC技术进行全面而系统的介绍,涵盖最新技术要点。最先开设的讲座将围绕三大课题:DSP、FPGA和嵌入式系统,每个课题都将连载6期。 展开更多
关键词 fpga实现 嵌入式系统 现场可编程门阵列 技术讲座 IC技术 电子元器件 半导体公司 系统知识 基础理论 设计开发
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现场可编程门阵列FPGA芯片及其应用 被引量:9
10
作者 Jeff Dorsch 《集成电路应用》 2018年第1期77-79,共3页
在越来越多的设计和越来越多的市场中,我们都能看到FPGA的身影。随着它们被纳入越来越多的系统中,它们本身也在变得越来越复杂。十年之前,FPGA的主要市场是工业、医疗、汽车和航空航天。这些市场现在依然强劲,但FPGA也开始在人工智能、... 在越来越多的设计和越来越多的市场中,我们都能看到FPGA的身影。随着它们被纳入越来越多的系统中,它们本身也在变得越来越复杂。十年之前,FPGA的主要市场是工业、医疗、汽车和航空航天。这些市场现在依然强劲,但FPGA也开始在人工智能、数据中心、物联网、网络通信、测试和测量仪器、无线和有线通信基础设施甚至核电站等地方发挥作用。FPGA供应商也有意进入大数据分析、机器学习、数据存储压缩/解压和视频处理等应用领域。而且尚处于早期阶段的嵌入式FPGA(eFPGA)市场也正变得越来越普及,因为对成本敏感的设计师对使用这项技术的信心正越来越足。 展开更多
关键词 现场可编程门阵列 fpga 智能产品
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现场可编程门阵列(FPGA)技术在航空电子中的应用初探 被引量:2
11
作者 袁健 《航空电子技术》 北大核心 1995年第1期15-19,共5页
本文介绍了FPGA技术在国内外数字电路领域内的应用情况阐述了Xilinx公司的FPGA器件的体系结构特点、编程模式、应用范围以及开发设计系统的设计流程。此外,还结合具体实例探讨了使用FPGA器件的工作环境、设计技巧和... 本文介绍了FPGA技术在国内外数字电路领域内的应用情况阐述了Xilinx公司的FPGA器件的体系结构特点、编程模式、应用范围以及开发设计系统的设计流程。此外,还结合具体实例探讨了使用FPGA器件的工作环境、设计技巧和其它注意事项。 展开更多
关键词 航空电子设备 可编程逻辑器件 可编程门阵列
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基于现场可编程门阵列战术数据链中自适应轮询接入控制协议的设计与实现 被引量:10
12
作者 丁洪伟 李超 +3 位作者 刘龙军 柳虔林 保利勇 杨志军 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1011-1019,共9页
在战术数据链系统中,战术单元随时都有可能被摧毁而引起网络拓扑结构动态变化,导致系统服务效率降低。为了解决这一问题,基于动态调整轮询顺序的思想,提出一种自适应轮询接入控制协议(APACP)。采用概率母函数的方法和嵌入式马尔可夫链... 在战术数据链系统中,战术单元随时都有可能被摧毁而引起网络拓扑结构动态变化,导致系统服务效率降低。为了解决这一问题,基于动态调整轮询顺序的思想,提出一种自适应轮询接入控制协议(APACP)。采用概率母函数的方法和嵌入式马尔可夫链理论对系统进行建模,得到系统平均排队队长和平均轮询周期的解析解;利用数学软件MATLAB和现场可编程门阵列仿真验证协议的正确性。仿真结果表明,APACP能够根据战术数据链网络拓扑结构的动态变化自动调整轮询顺序,明显降低系统平均排队队长和平均轮询周期,克服传统轮询接入控制协议中空轮询的问题,节约了服务时间,提高了服务效率,改善了系统性能。 展开更多
关键词 战术数据链 轮询 作战单元 接入控制协议 现场可编程门阵列
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有状态网络报文处理的可编程计算架构
13
作者 彭鼎祥 《电子设计工程》 2025年第9期175-179,185,共6页
为了解决现有的软件定义网络(SDN)交换机中,控制有状态数据报文处理带来的延迟问题,在硬件中为有状态的网络功能编程提供完备且简单的抽象模型仍然是具有挑战性的研究。该文扩展了OpenFlow硬件原语,提出一种有状态报文处理的可编程数据... 为了解决现有的软件定义网络(SDN)交换机中,控制有状态数据报文处理带来的延迟问题,在硬件中为有状态的网络功能编程提供完备且简单的抽象模型仍然是具有挑战性的研究。该文扩展了OpenFlow硬件原语,提出一种有状态报文处理的可编程数据平面抽象,并详细地设计了其调度、匹配、状态更新、处理操作等硬件架构。同时,该文基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)将有状态网络业务用例映射至硬件架构上进行验证,结果表明,该硬件架构灵活、可扩展,并能实现对有状态数据报文的低延迟线速处理。 展开更多
关键词 有状态报文处理 可编程数据面 计算架构 现场可编程逻辑门阵列
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静态随机访问存储器型现场可编程门阵列辐照效应测试系统研制 被引量:8
14
作者 姚志斌 何宝平 +4 位作者 张凤祁 郭红霞 罗尹虹 王圆明 张科营 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期749-754,共6页
在调研静态随机访问存储器型现场可编程门阵列(FPGA)器件空间辐照效应失效机理的基础上,详细论述FPGA辐照效应测试系统内部存储器测试、功能测试及功耗测试的实现原理,给出了系统的软硬件实现方法。所建立的系统可以测试FPGA器件的配置... 在调研静态随机访问存储器型现场可编程门阵列(FPGA)器件空间辐照效应失效机理的基础上,详细论述FPGA辐照效应测试系统内部存储器测试、功能测试及功耗测试的实现原理,给出了系统的软硬件实现方法。所建立的系统可以测试FPGA器件的配置存储器翻转截面、块存储器翻转截面、功能失效截面、闭锁截面等多个参数,其长线传输距离达到50 m以上,最大可测门数达到了100万门,为FPGA辐照效应研究提供了测试平台。 展开更多
关键词 现场可编程门阵列 辐照效应 测试系统 静态随机访问存储器
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基于现场可编程门阵列的加速器同步控制器设计 被引量:9
15
作者 徐卫彬 郭玉辉 +2 位作者 郑亚伟 罗冰峰 贾欢 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期197-200,共4页
针对加速器驱动次临界系统(ADS)注入器Ⅱ的控制中对于同步触发信号的要求,设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)的高精度同步控制器,它能为加速器设备提供同步工作所需的脉冲信号。控制器采用粗延时结合精延时的方式,FPGA实现粗延时,专用... 针对加速器驱动次临界系统(ADS)注入器Ⅱ的控制中对于同步触发信号的要求,设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)的高精度同步控制器,它能为加速器设备提供同步工作所需的脉冲信号。控制器采用粗延时结合精延时的方式,FPGA实现粗延时,专用延时芯片实现精延时,提高了延时精度,同时增大了延时、脉宽及周期的调节范围。测试结果表明,该控制器输出脉冲的最小延时步距为0.25ns,延时、脉宽及周期调节范围为1μs^2s,周期抖动的标准偏差为70ps。该控制器输出信号满足要求,程序界面操作简便,通过串口RS-422远程控制稳定可靠。 展开更多
关键词 加速器驱动次临界系统 现场可编程门阵列 同步 脉冲 延时
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基于现场可编程门阵列的束流快引出控制系统设计 被引量:5
16
作者 郭玉辉 乔卫民 +1 位作者 李桂花 王彦瑜 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1727-1730,共4页
为实现兰州重离子冷却储存环主环束流的快引出,采用一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的引出控制系统。在FPGA单元设计中,采用数字倍频技术来实现对Kicker磁铁在1个高频周期内充放电时间的精度控制。经测试,该控制系统对存储环中运行束... 为实现兰州重离子冷却储存环主环束流的快引出,采用一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的引出控制系统。在FPGA单元设计中,采用数字倍频技术来实现对Kicker磁铁在1个高频周期内充放电时间的精度控制。经测试,该控制系统对存储环中运行束流位置的跟踪可调节时间步长为5 ns。当高频频率为1.4 MHz时,在0~360°范围内可实现约2.5°相位精度的Kicker触发。 展开更多
关键词 快引出 现场可编程门阵列 I/O控制器 冷却储存环 踢轨磁铁
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一种现场可编程门阵列门延时精确调整时序的方法 被引量:7
17
作者 万旻 包斌 成桂梅 《航天返回与遥感》 2010年第2期62-68,共7页
通过FPGA(现场可编程门阵列)时序模型分析得出FPGA门延时的方案,综合利用FPGA各种布局布线EDA工具,摸索出一套人工干预FPGA布局布线的方法,使FPGA门延时能够有效地用于时序调整,调整精度可达到纳秒级。该方法具有不增加任何额外器件,成... 通过FPGA(现场可编程门阵列)时序模型分析得出FPGA门延时的方案,综合利用FPGA各种布局布线EDA工具,摸索出一套人工干预FPGA布局布线的方法,使FPGA门延时能够有效地用于时序调整,调整精度可达到纳秒级。该方法具有不增加任何额外器件,成本低、高效方便的特点。 展开更多
关键词 现场可编程门阵列 门延时 时序调整
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实时识别数字和英文字母快速算法的现场可编程门阵列设计 被引量:4
18
作者 张正华 余松煜 +1 位作者 方志军 乔艳涛 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期12-15,共4页
在分析阿拉伯数字以及大写英文字母的形状特征后,提出了一种适于现场可编程门阵列(FPGA)实现的图像实时识别算法.该算法能够充分描述数字和字母图像的特征向量,然后经过预处理和定位后提取出各特征向量,最后计算出各特征向量间的距离并... 在分析阿拉伯数字以及大写英文字母的形状特征后,提出了一种适于现场可编程门阵列(FPGA)实现的图像实时识别算法.该算法能够充分描述数字和字母图像的特征向量,然后经过预处理和定位后提取出各特征向量,最后计算出各特征向量间的距离并比较大小就能对图像进行实时识别.算法对图像平移和小角度旋转具有不变性,并且具有简单、识别准确率高、计算复杂度低、存储量小的优点.FPGA仿真结果表明,该算法只需要8 000逻辑门就能实时识别出50×75像素大小的数字和字母图像,证明了算法具有较高的可行性和高效性. 展开更多
关键词 图像识别 数字识别 英文字母识别 现场可编程门阵列
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反熔丝型现场可编程门阵列单粒子锁定实验研究 被引量:5
19
作者 田恺 曹洲 +4 位作者 薛玉雄 杨世宇 周新发 刘群 彭飞 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期855-859,共5页
利用单粒子效应脉冲激光和锎源模拟试验系统,对反熔丝型A42MX36现场可编程门阵列进行了单粒子锁定敏感性评估试验。脉冲激光试验确定了单粒子锁定脉冲激光阈值能量及其等效重离子LET、锁定电流等敏感参数;锎源模拟试验确定了单粒子锁定... 利用单粒子效应脉冲激光和锎源模拟试验系统,对反熔丝型A42MX36现场可编程门阵列进行了单粒子锁定敏感性评估试验。脉冲激光试验确定了单粒子锁定脉冲激光阈值能量及其等效重离子LET、锁定电流等敏感参数;锎源模拟试验确定了单粒子锁定截面。对试验中出现的由单粒子绝缘击穿和单粒子伪锁定引起的电流跃变现象进行了讨论和分析。 展开更多
关键词 A42MX36现场可编程门阵列 电流跃变 单粒子绝缘击穿 单粒子伪锁定
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基于现场可编程门阵列的数字调节器设计 被引量:11
20
作者 龙锋利 程健 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期780-784,共5页
根据磁铁稳流电源闭环控制的基本原理,将模拟调节器及相关的外围控制电路采用全数字化控制技术,并通过嵌入数字信号处理模块的现场可编程门阵列(FPGA)来实现,设计了数字调节器(DRL)。通过样机试验证明,该数字调节器可实现对电源的全数... 根据磁铁稳流电源闭环控制的基本原理,将模拟调节器及相关的外围控制电路采用全数字化控制技术,并通过嵌入数字信号处理模块的现场可编程门阵列(FPGA)来实现,设计了数字调节器(DRL)。通过样机试验证明,该数字调节器可实现对电源的全数字化调节和控制,满足多数加速器对静态磁铁稳流电源的控制需求。 展开更多
关键词 加速器磁铁电源 闭环控制 数字调节器 现场可编程门阵列
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