基于现场可编程序模拟阵列的PI控制器的直流伺服系统研究 被引量：5

1

作者 万军 贾宇明 《机床与液压》 北大核心 2021年第2期124-127,共4页

建立直流伺服系统精确模型比较困难,采用传统PI控制器进行控制时系统鲁棒性较差。针对直流伺服系统的控制问题,采用基于现场可编程序模拟阵列的PI控制器实现直流伺服系统的有效控制,并对控制效果进行仿真验证。建立了直流伺服系统的数... 建立直流伺服系统精确模型比较困难,采用传统PI控制器进行控制时系统鲁棒性较差。针对直流伺服系统的控制问题,采用基于现场可编程序模拟阵列的PI控制器实现直流伺服系统的有效控制,并对控制效果进行仿真验证。建立了直流伺服系统的数学模型,构造了其运动方程。设计采用继电器和PI控制器并联组合的基于现场可编程序模拟阵列的PI控制系统。采用MATLAB软件对直流伺服系统进行仿真,将仿真结果与传统PI控制器的计算结果进行对比和分析。结果表明:采用基于现场可编程序模拟阵列的PI控制器的直流伺服系统能够产生非超调响应,跟踪性能明显提高,能在0.4 s内快速消除波动,并且所需控制电压减少50%左右。 展开更多

关键词 现场可编程序模拟阵列 PI控制器 直流伺服系统 仿真

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一种基于现场可编程门阵列的卫星导航信号生成方法

2

作者 王华 封欣 吴强 《导航定位学报》 2013年第4期45-50,共6页

卫星导航信号模拟器能够产生多种卫星导航系统的各种信号,这些信号通常具有不同的载波频率、信号分量、码结构、码速率和数据速率,而且模拟器所要模拟的卫星动态也是实时变化的,因而采用何种方法快速灵活的生成多种卫星导航信号并模拟... 卫星导航信号模拟器能够产生多种卫星导航系统的各种信号,这些信号通常具有不同的载波频率、信号分量、码结构、码速率和数据速率,而且模拟器所要模拟的卫星动态也是实时变化的,因而采用何种方法快速灵活的生成多种卫星导航信号并模拟卫星的真实状态便成为卫星导航信号模拟器的一个关键技术。给出了一种基于现场可编程门阵列的卫星导航信号生成方法。首先由信号参数计算单元计算得出卫星导航信号的码多普勒和载波多普勒等相关参数,现场可编程门阵列在这些参数的控制下,码数控振荡器以码片为节拍分别生成扩频码、二级码、导航电文,载波数控振荡器生成中频载波,然后将合成的当前码片和相邻码片所对应的不同码片波形叠加合成进行码片成形,再和中频载波相乘进行调制,最后输出中频已调信号。在二进制相移键控信号生成方法的基础上,只需将码数控振荡器和码片成形稍作改动便可生成二进制偏移载波信号、复合二进制偏移载波信号和时分二进制偏移载波信号。 展开更多

关键词 卫星导航信号模拟器 信号生成 现场可编程门阵列 码片成形

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基于FPGA的无人机非平稳信道动态模拟研究

3

作者 房胜 毛开 +3 位作者 王满喜 华博宇 宋茂忠 朱秋明 《航空兵器》 CSCD 北大核心 2024年第1期89-96,共8页

针对无人机高速移动导致的信道状态快速时变以及多普勒频率起伏大的特点,本文基于现场可编程门阵列平台设计了无人机非平稳信道模拟方案。该方案采用调频谐波叠加方法产生非平稳信道衰落,并提出了一种信道参数实时产生算法,提高了信道... 针对无人机高速移动导致的信道状态快速时变以及多普勒频率起伏大的特点,本文基于现场可编程门阵列平台设计了无人机非平稳信道模拟方案。该方案采用调频谐波叠加方法产生非平稳信道衰落,并提出了一种信道参数实时产生算法,提高了信道模拟的实时性,保证了信道状态的实时更新。同时,针对多普勒频率起伏大导致的功率随机波动问题,本文设计了一种自适应功率均衡模块,使得输出功率最大波动仅为1.13%,保证了衰落功率的稳定性。最后,硬件消耗资源结果表明,相较于复播方案以及预存式方案,本文方案对存储资源的消耗分别降低了52.44%和9.31%,更适合长时间无人机非平稳信道衰落的模拟。同时,实测分析结果表明,相较于未均衡的模拟方案,本文硬件模拟方案输出的信道特性如路径损耗和多普勒功率谱密度与理论结果更加吻合,可用于无人机通信系统的设计、优化等领域。 展开更多

关键词 无人机 非平稳信道 信道模拟 现场可编程门阵列 路径损耗 动态场景

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多通道GPS模拟信号源 被引量：5

4

作者 林静然 高鹏 +3 位作者 周渭民 莫明威 谢林伶 吴海超 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2012年第6期677-683,共7页

研发了GPS模拟信号源。该信号源能够模拟真实环境中GPS卫星在空中的运转情况,并据此提供相应的GPS卫星信号;同时,该信号源与现有设备中的GPS模块的接口兼容,其输出可直接作为现有GPS模块的输入,在GPS模块中产生相应的时间和方位信息。

关键词 全球定位系统 模拟信号源 现场可编程门阵列

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基于混合时钟三阶DDS的信号多普勒模拟方法 被引量：3

5

作者 张鑫 李彩华 +2 位作者 黄仰博 张国柱 欧钢 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期134-139,共6页

在高动态卫星导航信号模拟器中,信号多普勒频移模拟是一项关键技术。结合现场可编程门阵列的特点,建立了分析混合时钟三阶直接数字频率综合(DDS)输出相位的仿真模型,推导了其输出相位表达式,给出了各阶DDS初始累加控制字的计算方法,并... 在高动态卫星导航信号模拟器中,信号多普勒频移模拟是一项关键技术。结合现场可编程门阵列的特点,建立了分析混合时钟三阶直接数字频率综合(DDS)输出相位的仿真模型,推导了其输出相位表达式,给出了各阶DDS初始累加控制字的计算方法,并指出等时钟三阶DDS仿真模型仅为混合时钟仿真模型的特例。在分析了混合时钟速率对信号相位模拟造成的误差后,讨论了各阶DDS的字长设计方法,并与等时钟三阶DDS进行比较,说明了采用混合时钟三阶DDS可以降低实现资源消耗和功耗。仿真分析表明,所提方法可以实现对信号多普勒特性的高精度模拟。 展开更多

关键词 信号模拟器 混合时钟三阶DDS 多普勒模拟 现场可编程门阵列

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小卫星模拟系统中多路串行通信系统设计 被引量：4

6

作者 张文凯 关桂霞 +3 位作者 赵海盟 王明志 吴太夏 晏磊 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2013年第12期3477-3481,共5页

针对小卫星模拟系统中星载计算机与相机载荷通信及控制问题,研发多路串行通信控制系统。系统设计采用Host-Target模式,在星载计算机(Host)端软件实现多路通信管理子系统,设计基于现场可编程门阵列(FPGA)的相机载荷分控单元(Target);同时... 针对小卫星模拟系统中星载计算机与相机载荷通信及控制问题,研发多路串行通信控制系统。系统设计采用Host-Target模式,在星载计算机(Host)端软件实现多路通信管理子系统,设计基于现场可编程门阵列(FPGA)的相机载荷分控单元(Target);同时,在RS-232通信协议基础上提出一种多路串行通信协议,完成星载计算机与相机载荷分控单元的通信控制。用SignalTapⅡ逻辑分析工具捕捉FPGA内部实时信号对系统性能进行验证,结果表明该系统可对单一或者多路相机载荷进行灵活控制与管理。 展开更多

关键词 小卫星模拟系统 相机载荷 RS-232通信协议 现场可编程门阵列 多路控制

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统一关键路径时延为基准FPGA模拟退火布局算法 被引量：4

7

作者 李鹏 兰巨龙 李立春 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期521-526,共6页

传统FPGA模拟退火布局算法中衡量布局质量的时延代价计算是以各自布局的关键路径时延为基础的,在一定条件下并不能准确地反映实际布局变化情况.为此,提出一种统一关键路径时延为基准FPGA模拟退火布局算法.该算法设置了统一关键路径时延... 传统FPGA模拟退火布局算法中衡量布局质量的时延代价计算是以各自布局的关键路径时延为基础的,在一定条件下并不能准确地反映实际布局变化情况.为此,提出一种统一关键路径时延为基准FPGA模拟退火布局算法.该算法设置了统一关键路径时延基准,通过引入惩戒系数来降低关键路径时延增加的布局方案被接受的概率,根据惩戒系数对关键路径时延收敛效果的影响制定了基准值设置标准,得到了与布局变化相匹配的时延代价函数.实验验证了文中算法的有效性. 展开更多

关键词 现场可编程门阵列 模拟退火 布局 关键路径时延

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高分辨率合成孔径雷达视频模拟器研究 被引量：6

8

作者 吴淑泉 姜发玉 李韬 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期347-348,352,共3页

针对高分辨率合成孔径雷达的发展趋势,指出目前常用模拟器实现高分辨率的局限性,提出了基于嵌入式系统实现高分辨率合成孔径雷达视频模拟器的设计方案。选用合适的器件,设计速度可达Gb/s,满足高分辨率对高速数据传输的要求。此设计可移... 针对高分辨率合成孔径雷达的发展趋势,指出目前常用模拟器实现高分辨率的局限性,提出了基于嵌入式系统实现高分辨率合成孔径雷达视频模拟器的设计方案。选用合适的器件,设计速度可达Gb/s,满足高分辨率对高速数据传输的要求。此设计可移植到其他类型高分辨率雷达模拟器设计中。 展开更多

关键词 现场可编程门阵列 嵌入式系统 合成孔径雷达 模拟器

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基于FPGA的微波着陆系统信号模拟器设计 被引量：6

9

作者 冯翔 张斌 《电光与控制》 北大核心 2017年第10期96-101,共6页

为设计一种通用的无线电导航系统信号模拟器,同时实现微波着陆系统测试设备的小型化与数字化,采用软件无线电的思想,基于现场可编程门阵列(FPGA)设计了一种可编程实时微波着陆信号模拟器。模拟器以单片FPGA为主控芯片,利用串口与上位机... 为设计一种通用的无线电导航系统信号模拟器,同时实现微波着陆系统测试设备的小型化与数字化,采用软件无线电的思想,基于现场可编程门阵列(FPGA)设计了一种可编程实时微波着陆信号模拟器。模拟器以单片FPGA为主控芯片,利用串口与上位机软件通信,获取信号参数,并由FPGA生成数字基带信号,配合高性能数模转换器AD9777和宽带正交调制器ADL5375实现信号的模拟。对微波着陆信号的FPGA实现进行了全面的研究,对FPGA实现中难点问题的解决方法和采用的关键技术进行了详细介绍,并利用Modelsim 10.1a对设计进行了验证,证明设计达到预期效果。 展开更多

关键词 无线电导航系统 信号模拟器 微波着陆系统 现场可编程门阵列

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可重构计算最优编译器并行计算程序编译方法 被引量：1

10

作者 肖宇 王建业 张伟 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2011年第2期51-54,59,共5页

针对在现场可编程门阵列(FPGA)的并行计算中提升开发效率和降低编程难度的问题,提出了以高级语言对并行算法进行编程,使用可重构计算最优编译器(ROCCC)对代码进行转换作为硬件加速的方法。该方法在论述编译系统架构的基础上,提出基于RO... 针对在现场可编程门阵列(FPGA)的并行计算中提升开发效率和降低编程难度的问题,提出了以高级语言对并行算法进行编程,使用可重构计算最优编译器(ROCCC)对代码进行转换作为硬件加速的方法。该方法在论述编译系统架构的基础上,提出基于ROCCC的FPGA并行计算设计流程,最后以矩阵相乘为实例,对方法的可行性进行了仿真验证,获得同Altera厂商IP核相近的性能。仿真表明:该法具有较高可行性,能够缩短开发周期,降低编程难度,为其他领域的硬件开发者提供了一种新的设计思路。 展开更多

关键词 并行计算 现场可编程门阵列 矩阵相乘 可重构计算最优编译器 程序编译

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模拟电路在线故障检测与诊断的FPGA实现

11

作者 罗旗舞 何怡刚 +2 位作者 李中群 郑剑 于文新 《计算机工程》 CAS CSCD 2013年第11期9-13,18,共6页

选择节点电压、幅频特性和相频特性构成故障特征向量集,并根据多通道宽带数据采集接口和驱动程序,给出全数字式的正交幅相特性实时检测方法。利用网络分析与信息融合技术,设计一种模拟电路在线检测和诊断方案,并在现场可编程门阵列硬件... 选择节点电压、幅频特性和相频特性构成故障特征向量集,并根据多通道宽带数据采集接口和驱动程序,给出全数字式的正交幅相特性实时检测方法。利用网络分析与信息融合技术,设计一种模拟电路在线检测和诊断方案,并在现场可编程门阵列硬件系统中进行实现,以解决诸多模拟电路故障诊断算法缺乏测试平台而停留在仿真阶段的问题。实例分析结果表明,该系统可有效识别电路软故障,在存在元件容差的情况下,其识别准确率高达96%,时间消耗低于60 ms。 展开更多

关键词 故障诊断 现场可编程门阵列 模拟电路 软故障 正交技术 信息融合 幅频特性 相频特性

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用于空间遥感相机模拟源系统的DDR2 SDRAM高速存储电路设计

12

作者 倪建军 李涛 王建宇 《中国科学院大学学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期682-687,共6页

为了满足空间遥感相机电子学系统的功能验证需求,设计了一套由FPGA和DDR2 SDRAM等组成的空间遥感相机模拟源系统.针对DDR2 SDRAM在设计时的难度,从提高信号完整性出发,对DDR2 SDRAM的阻抗匹配形式和匹配电阻位置进行详细分析,并对PCB布... 为了满足空间遥感相机电子学系统的功能验证需求,设计了一套由FPGA和DDR2 SDRAM等组成的空间遥感相机模拟源系统.针对DDR2 SDRAM在设计时的难度,从提高信号完整性出发,对DDR2 SDRAM的阻抗匹配形式和匹配电阻位置进行详细分析,并对PCB布局布线及FPGA管脚约束设计给出可行性设计方案.实验结果表明,按照提出的设计方法,DDR2 SDRAM不论采用单端或差分时钟工作,均可保证数据以320 Mbps/pin来传输,信号质量依然理想. 展开更多

关键词 现场可编程门阵列 双倍速率同步动态随机存储器 管脚约束 空间遥感相机模拟源系统

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基于FPGA的模拟信号源系统设计 被引量：9

13

作者 张海陵 陈茄 谭海云 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期461-463,共3页

提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的全球定位系统(GPS)卫星信号模拟源系统的设计方案。FPGA作为一种常用的可编程器件,将其应用到模拟信号源系统中,并配合射频模块,实现了多个频点的程序控制,产生出大量具有高稳定度和准确度的不... 提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的全球定位系统(GPS)卫星信号模拟源系统的设计方案。FPGA作为一种常用的可编程器件,将其应用到模拟信号源系统中,并配合射频模块,实现了多个频点的程序控制,产生出大量具有高稳定度和准确度的不同频率的GPS卫星信号,减少了多个频点的开发周期,降低了风险。 展开更多

关键词 模拟信号源 直接数字频率合成 现场可编程门阵列 全球定位系统

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高机动无人机通信信道模拟器研制 被引量：6

14

作者 毛开 朱秋明 +2 位作者 陈小敏 廖志忠 王鹏 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2018年第8期157-163,共7页

针对高机动无人机通信具有信道状态快速时变和直射路径强的特点,建立了一个包含直射径、反射径和多支路散射径的无人机信道模型,并据此设计实现了一种基于有限支路线性调频信号叠加的信道衰落模拟方法,该方法可用于实时产生连续相位的... 针对高机动无人机通信具有信道状态快速时变和直射路径强的特点,建立了一个包含直射径、反射径和多支路散射径的无人机信道模型,并据此设计实现了一种基于有限支路线性调频信号叠加的信道衰落模拟方法,该方法可用于实时产生连续相位的多径及阴影衰落。在此基础上,构建了一个基于数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)的信道模拟器硬件实现方案,该方案结合DSP浮点运算和FPGA并行处理的优势,可有效模拟无人机通信信号的传播损耗、多径时延及复合衰落影响。实测结果表明,该模拟器输出的时变信道衰落幅值分布和动态多径时延均与理论结果吻合,可用于辅助无人机通信系统的方案设计、算法优化和性能测试。 展开更多

关键词 无人机信道 信道模拟器 多径衰落 阴影衰落 数字信号处理器 现场可编程门阵列

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基于FPGA的海底回波信号模拟器 被引量：1

15

作者 蒋磊 陈朋 +1 位作者 金峰 韩礼波 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第10期66-70,共5页

以海上测试和水池测试为主的多普勒计程仪测试存在周期长、成本较高等缺点。为此,根据多普勒计程仪的测速原理,研究深度和速度模拟原理,在现场可编程门阵列(FPGA)的基础上,设计一种新的海底回波信号模拟器。该模拟器模拟海底回波信号,... 以海上测试和水池测试为主的多普勒计程仪测试存在周期长、成本较高等缺点。为此,根据多普勒计程仪的测速原理,研究深度和速度模拟原理,在现场可编程门阵列(FPGA)的基础上,设计一种新的海底回波信号模拟器。该模拟器模拟海底回波信号,在多普勒计程仪接收模拟的回波信号后进行计算,从而得到深度和速度值,对比设定值以达到检验多普勒计程仪的目的。实验结果证明该模拟器的测量误差较小。 展开更多

关键词 多普勒计程仪 模拟器 现场可编程门阵列 VERILOG语言 回波信号

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基于分布式模拟机制的片上网络硬件模拟系统 被引量：1

16

作者 彭毅 安虹 +3 位作者 金旭 程亦超 迟孟贤 孙荪 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期71-79,共9页

针对基于现场可编程门阵列的DART模拟器可扩展性较差和模拟精度较低的问题,提出一种硬件友好的分布式模拟机制。该机制在模拟中采用隐式同步方法,以节点内计数器和节点间缓冲队列取代集中式控制器,将时序同步和计数任务交给每个节点自... 针对基于现场可编程门阵列的DART模拟器可扩展性较差和模拟精度较低的问题,提出一种硬件友好的分布式模拟机制。该机制在模拟中采用隐式同步方法,以节点内计数器和节点间缓冲队列取代集中式控制器,将时序同步和计数任务交给每个节点自行处理,从而提高模拟速度。基于该机制,设计并实现片上网络硬件模拟系统。实验结果表明,该系统能达到与业界权威BookSim模拟器同级别的模拟精度,模拟速度可达BookSim模拟器的200倍,相比DART模拟器能获得21%的速度提升,并且具有较好的扩展性。 展开更多

关键词 片上网络 分布式模拟 现场可编程门阵列 多核处理器 时钟精确 动态路障同步

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基于多处理板联合SAR成像的分布式计算模拟系统研究 被引量：2

17

作者 杨涛 赵启钊 +4 位作者 孙光才 李光伟 费晓燕 杨军 刘会涛 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期54-61,共8页

合成孔径雷达(SAR)卫星的探测范围有限,全轨利用率不高,并且单个卫星的计算和存储资源有限,难以完成大量的星载合成孔径雷达数据处理。本文拟采用多处理板联合的数据处理方法,针对星上分布式计算构建一种模拟系统,以提高星上数据处理效... 合成孔径雷达(SAR)卫星的探测范围有限,全轨利用率不高,并且单个卫星的计算和存储资源有限,难以完成大量的星载合成孔径雷达数据处理。本文拟采用多处理板联合的数据处理方法,针对星上分布式计算构建一种模拟系统,以提高星上数据处理效率,验证多处理板联合的数据处理方法在高效利用卫星计算与存储资源、提升单个卫星全轨利用率等方面的优点。本系统基于距离多普勒(range Doppler,RD)成像算法的多卫星分布式SAR实时处理方法,并以现场可编程门阵列(FPGA)芯片为核心构建了分布式计算模拟系统。不同于传统的单个卫星RD算法处理过程,该系统将处理过程分为三个阶段。每个阶段内运算任务被合理地分配给不同的数据处理单元。利用高分三号卫星(GF-3)SAR原始数据进行成像处理,以检验方法和系统的性能。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 距离多普勒成像算法 现场可编程门阵列 分布式计算模拟系统 高分三号卫星

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基于多FPGA的片上网络模拟平台设计和实现 被引量：1

18

作者 赵淳 梁利平 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期64-68,共5页

针对片上网络的设计和优化问题,提出了一种基于多FPGA的片上网络模拟平台结构,用于加速片上网络的功能验证和性能评估.通过层次化设计和分布式流量管理器等技术,有效地提高了系统的灵活性,加速了片上网络的设计空间搜索.实验结果表明,多... 针对片上网络的设计和优化问题,提出了一种基于多FPGA的片上网络模拟平台结构,用于加速片上网络的功能验证和性能评估.通过层次化设计和分布式流量管理器等技术,有效地提高了系统的灵活性,加速了片上网络的设计空间搜索.实验结果表明,多FPGA模拟平台不仅相对于传统的软件仿真具有500～10 000倍的加速比,与其他片上网络模拟平台相比也具有明显的速度优势. 展开更多

关键词 现场可编程门阵列(FPGA) 模拟平台 片上网络 软硬件

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基于FPGA的NS3D程序移植和优化 被引量：1

19

作者 李棱 伍民友 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2011年第12期4052-4056,共5页

为提高飞行器设计环节中NS3D程序的性能,提出了一种基于FPGA进行软硬件结合的优化方法。该方法运用FPGA搭建了嵌入式可编程片上系统,并对NS3D进行了代码性能分析和移植优化。该方法基于硬件实现了核心运算模块的硬件封装,并利用高速以... 为提高飞行器设计环节中NS3D程序的性能,提出了一种基于FPGA进行软硬件结合的优化方法。该方法运用FPGA搭建了嵌入式可编程片上系统,并对NS3D进行了代码性能分析和移植优化。该方法基于硬件实现了核心运算模块的硬件封装,并利用高速以太网接口实现PC和FPGA之间的数据交互,进行NS3D程序向嵌入式环境的移植,最终实现了整个NS3D程序的速度提升和性能优化。该嵌入式开发方案不仅较好地利用FPGA完成了控制电路的软硬件设计,并且为后续其它功能模块向FPGA移植提供了便利的基础和开发环境。采用该方法对NS3D程序进行了运算,并将仿真与实验结果与原始程序进行比较,结果表明了该方法的优越性。 展开更多

关键词 流体力学计算 流动三维数值模拟 现场可编程门阵列 龙格库塔 片上系统 性能优化

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基于压缩感知的模拟信息转换器设计 被引量：4

20

作者 陈科帆 孙彪 马书根 《传感器与微系统》 CSCD 2018年第11期84-86,共3页

现有的土木工程结构健康监测系统普遍采用传统随机解调方式进行信息采样,随着采样信号的频带越来越宽,数据量不断增大,固有监测系统存在的扩展性差、传输能力低和成本高等问题日益明显。针对以上不足,结合压缩感知理论,设计了一种基于... 现有的土木工程结构健康监测系统普遍采用传统随机解调方式进行信息采样,随着采样信号的频带越来越宽,数据量不断增大,固有监测系统存在的扩展性差、传输能力低和成本高等问题日益明显。针对以上不足,结合压缩感知理论,设计了一种基于均匀采样的改进模拟信息转换系统,并根据模拟信息转换理论设计了相应的系统结构和软硬件实现方法,将其用于实际模拟信号的监测。实验结果表明:设计的系统以较少的观测值完成了对模拟输入信号的采集、压缩与重构,极大地降低了传感器网络能耗及硬件成本。 展开更多

关键词 压缩感知 模拟信息转换器 信号重构 现场可编程门阵列 片上系统

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