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基于FPGAs的智能机器人导航系统 被引量：4
1
作者 林雄 郑千里 +1 位作者 黄槐仁 刘煜 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2005年第3期586-587,600,共3页
现场可编程门阵列(FPGAs)是超大规模可编程专用集成电路,进化算法是能够在线自适应的硬件,它包括进化系统、遗传算法和遗传编程,算法从生物学上求解待定问题的计算方法得到灵感。给出一种基于FPGAs 的新的进化算法,算法中的种群由联想... 现场可编程门阵列(FPGAs)是超大规模可编程专用集成电路,进化算法是能够在线自适应的硬件,它包括进化系统、遗传算法和遗传编程,算法从生物学上求解待定问题的计算方法得到灵感。给出一种基于FPGAs 的新的进化算法,算法中的种群由联想种群和改进种群两个子种群组成且可动态地可重配置,对改进种群中的每个染色体都使用复制、变异和选择操作,不对联想种群而只对改进种群进行变异操作,算法成功地导航机器人在复杂变化的环境中实现避碰。 展开更多
关键词 智能机器人 进化算法 FPGA 避碰 大规模 硬件 可重配置 专用集成电路 现场可编程门阵列 自适应
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基于FPGA的MobileNetV1目标检测加速器设计 被引量：3
2
作者 严飞 郑绪文 +2 位作者 孟川 李楚 刘银萍 《现代电子技术》 北大核心 2025年第1期151-156,共6页
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... 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。 展开更多
关键词 卷积神经网络 目标检测 FPGA MobileNetV1 并行计算 硬件加速
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基于国产DSP和FPGA的高速信号处理板硬件电路设计 被引量：2
3
作者 孙艳萍 边晨通 +1 位作者 屈文涛 宋淑军 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第5期33-38,共6页
针对目前高速信号处理板多选用国外芯片,国产化程度较低的问题,文中基于DSP和FPGA芯片完成了高速信号处理板国产化设计。首先考虑高速信号处理板应用于人工智能、图像处理等领域,是一种高精度和复杂运算的场景,因此选择DSP芯片FTDOC35BB... 针对目前高速信号处理板多选用国外芯片,国产化程度较低的问题,文中基于DSP和FPGA芯片完成了高速信号处理板国产化设计。首先考虑高速信号处理板应用于人工智能、图像处理等领域,是一种高精度和复杂运算的场景,因此选择DSP芯片FTDOC35BB_FT_M6678为主设计信号处理模块,选择FPGA芯片FMQL45T900为主设计控制单元模块;然后在CANDENCE软件中进一步采用分布式设计硬件电路,完成了高速信号接口模块、DDR3存储模块、EMIF模块的电路设计;最后使用CCS5.5集成开发环境对高速信号处理板各个接口及外设进行了测试。测试指标均达到要求,证明该高速信号处理板国产化设计切实可行,加速了高速信号处理板的国产化进程。 展开更多
关键词 国产化 FPGA DSP 高速信号
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基于FPGA的脉冲激光告警系统设计
4
作者 张瑞 武振涛 +3 位作者 薛鹏 杨帅 徐承雨 王志斌 《激光杂志》 北大核心 2025年第6期29-35,共7页
针对脉冲激光被广泛应用于编码通信、精确制导、高功率毁伤等激光武器的情况,且目前缺少对脉冲激光威胁进行有效告警的措施,为此提出了一种基于FPGA的脉冲激光告警系统。通过增加积分时间在帧周期内的占比来提高脉冲捕获概率,采用图像... 针对脉冲激光被广泛应用于编码通信、精确制导、高功率毁伤等激光武器的情况,且目前缺少对脉冲激光威胁进行有效告警的措施,为此提出了一种基于FPGA的脉冲激光告警系统。通过增加积分时间在帧周期内的占比来提高脉冲捕获概率,采用图像差分提高信噪比,并快速提取光斑坐标,最后以查表的形式读出来袭激光的方位、俯仰角度。利用FPGA并行处理的优势,能保证对脉冲激光的实时响应。实验结果表明,该系统在220 mW@1064 nm激光器模拟输入的条件下,对脉冲宽度范围为100 ns~100μs的脉冲激光实现告警,测量角度误差小于0.3°,对单脉冲的捕获概率能达到97%,并能实现1064 nm、1313 nm、1550 nm等常用激光波长的识别。 展开更多
关键词 激光告警 脉冲激光 数据处理 FPGA
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基于正规基的大规模S盒FPGA设计与实现
5
作者 张磊 李国元 +2 位作者 洪睿鹏 王建新 肖超恩 《密码学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期854-869,共16页
传统上的分组密码S盒硬件实现采用查表法,其实现效果受到芯片资源的限制.针对16-bit大规模S盒在FPGA硬件实现中资源消耗大的问题,本文提出了基于复合域中正规基的S盒构造方法,研究使用较少的硬件资源实现16-bit S盒.首先,设计了基于复... 传统上的分组密码S盒硬件实现采用查表法,其实现效果受到芯片资源的限制.针对16-bit大规模S盒在FPGA硬件实现中资源消耗大的问题,本文提出了基于复合域中正规基的S盒构造方法,研究使用较少的硬件资源实现16-bit S盒.首先,设计了基于复合域的16-bit S盒构造实现方案,构建了线性的同构映射矩阵及其逆矩阵.其次,通过映射矩阵使有限域GF(2^(16))的乘法逆转换到复合域GF((((2^(2))^(2))^(2))^(2))上,进而将非线性的高维乘法逆简化为低维子域运算.然后,通过分析各级复合域不同参数对S盒实现的影响,筛选最优参数.最后,结合所提出的16-bit S盒构造实现框架,本文利用Xilinx公司的Vivado开发工具,以MK-3算法的16-bit S盒为例进行了FPGA仿真验证与性能分析.结果表明,本文构造方法实现的MK-3算法S盒需要186个LUT,时钟频率为114.129 MHz,在时钟频率/LUT的性能指标下达到了0.61360.同目前已公开文献同类方法中的最优实现性能0.43538相比,性能提升了40.93%.本文的16-bit S盒实现方案能够在降低硬件资源消耗的同时保持密码算法较高的运行频率,对有基于有限域构造的S盒的高效软硬件实现具有一定的参考价值. 展开更多
关键词 大规模S盒 复合域 正规基 MK-3算法 FPGA
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基于CEEMD-GF-EMD的光栅位移信号正弦性修正
6
作者 任东旭 马百川 +1 位作者 王刚 李彬 《工具技术》 北大核心 2025年第9期136-140,共5页
光栅位移传感器在复杂工作环境时,输出的正余弦信号会有直流偏置、高次谐波以及噪声的干扰。为解决匀变速状态下光栅位移传感器的信号失真问题,提出基于互补集合经验模态分解的复合滤波算法。对采集到的光栅信号进行互补集合经验模态分... 光栅位移传感器在复杂工作环境时,输出的正余弦信号会有直流偏置、高次谐波以及噪声的干扰。为解决匀变速状态下光栅位移传感器的信号失真问题,提出基于互补集合经验模态分解的复合滤波算法。对采集到的光栅信号进行互补集合经验模态分解,将信号分解成若干分量,剔除掉噪声分量后,对有效信号分量进行高斯滤波,再进行重构,对重构信号做经验模态分解,得到修正后的信号。将该算法移植到FPGA上,实验结果表明,所提算法可以有效剔除噪声、高次谐波以及直流分量。修正后的信号与理想信号的互相关系数至少能达到0.995以上。 展开更多
关键词 光栅信号 高次谐波 互补集合经验模态分解 高斯滤波 FPGA
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结合多旁路分析与皮尔逊相关系数的硬件木马检测方法
7
作者 王建新 邓昊东 +1 位作者 肖超恩 张磊 《信息安全研究》 北大核心 2025年第5期420-426,共7页
针对芯片功耗数据采集时易受噪声影响的问题,提出了一种基于相关性分析的多旁路分析方法,利用动态电流和电磁辐射之间的内在关系识别硬件木马的存在,搭建了能够同时对芯片的动态功耗与电磁辐射进行采集和存储的双通道检测平台,得到了功... 针对芯片功耗数据采集时易受噪声影响的问题,提出了一种基于相关性分析的多旁路分析方法,利用动态电流和电磁辐射之间的内在关系识别硬件木马的存在,搭建了能够同时对芯片的动态功耗与电磁辐射进行采集和存储的双通道检测平台,得到了功耗和电磁的皮尔逊相关系数曲线,区分出了无硬件木马芯片与硬件木马芯片.实验结果表明,基于多旁路参数的硬件木马检测方法能够筛选出含有面积仅占待测芯片0.28%的硬件木马的芯片,且能区分出待测芯片中面积相差仅为0.08%的2种硬件木马. 展开更多
关键词 硬件木马 旁路分析 皮尔逊相关系数 芯片安全 FPGA
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基于FPGA-STM32的光谱高速采集与传输系统
8
作者 商祥年 黄善凯 +1 位作者 刘惠萍 程凯 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第11期37-41,共5页
微型化是当前光谱探测仪器发展的重要趋势,为了解决微型光谱仪工作时采集传输速率较慢,传输途径较为单一,无法针对特定需求进行扩展等问题,提出了一种基于FPGA和STM32的光谱高速采集与传输系统。系统采用FPGA-STM32双核心架构,实现对CMO... 微型化是当前光谱探测仪器发展的重要趋势,为了解决微型光谱仪工作时采集传输速率较慢,传输途径较为单一,无法针对特定需求进行扩展等问题,提出了一种基于FPGA和STM32的光谱高速采集与传输系统。系统采用FPGA-STM32双核心架构,实现对CMOS图像传感器、AD芯片的时序驱动。系统通过串口和高速USB端口将数据传输到上位机,进行实时高速地采集、显示和处理。同时利用SPI将数据传输到STM32进行缓存和进一步处理,再利用STM32内置的全速USB端口将数据传输到上位机。实验结果表明:系统能够高速地采集和传输光谱数据,并且具备多条独立传输通道,保证了良好的工作稳定性和数据完整性。此外,系统还可以根据特定需求进行灵活扩展,为当前光谱探测仪器的发展提供新的思路。 展开更多
关键词 FPGA STM32 微型光谱仪 高速采集
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改进EMD的断路器机械振动信号去噪处理方法
9
作者 周光祥 李鹏 王宽田 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第9期368-373,共6页
为有效诊断断路器故障,保障机械安全稳定运行,提出了基于改进EMD的断路器机械振动信号去噪方法。使用基于ARM与FPGA的机械振动信号采集技术,获取断路器机械振动信号。利用EMD算法,将采集到的断路器机械振动信号分解为各个尺度的机械振... 为有效诊断断路器故障,保障机械安全稳定运行,提出了基于改进EMD的断路器机械振动信号去噪方法。使用基于ARM与FPGA的机械振动信号采集技术,获取断路器机械振动信号。利用EMD算法,将采集到的断路器机械振动信号分解为各个尺度的机械振动信号IMF分量与趋势项。对EMD噪声去除方法加以改进,应用交叉证认方法,获取机械振动信号IMF分量中的噪声和信号的主导分量。求解各分量阈值,并应用小波阈值方法去除机械振动信号中的噪声主导分量,获取有用振动信息。经各分量重构处理后,得到去除噪声的断路器机械振动信号。实验结果表明,该方法的断路器机械振动信号去噪效果较好,能够有效提高断路器机械故障诊断的准确性。 展开更多
关键词 FPGA技术 ARM技术 改进EMD算法 断路器 机械振动信号 信号去噪
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基于FPGA的4K视频板间传输显示系统
10
作者 严飞 蒋晔 +2 位作者 张丽娟 王鹏 刘银萍 《液晶与显示》 北大核心 2025年第8期1145-1153,共9页
随着4K超高清视频技术在医疗、安防等领域的广泛应用,现场可编程门阵列(FPGA)常被协同用于处理大型的超高清视频图像任务。针对使用高速收发器8b/10b编码方式的数据带宽利用率低的问题,提出一种基于FPGA的4K视频板间传输显示系统。该系... 随着4K超高清视频技术在医疗、安防等领域的广泛应用,现场可编程门阵列(FPGA)常被协同用于处理大型的超高清视频图像任务。针对使用高速收发器8b/10b编码方式的数据带宽利用率低的问题,提出一种基于FPGA的4K视频板间传输显示系统。该系统设计以FPGA为核心,结合STM32微控制器与GSV2011编解码芯片实现对数据传输方式的控制,并对GTX的硬件接口进行了优化。多通道GTX收发器使用64b/66b编码方式,根据4K视频流时序设计编码发送、解码接收逻辑实现传输功能。此外,设计多通道数据同步、DDR多帧缓存等逻辑,有效解决因信道偏斜导致的多通道数据传输偏差与读写时钟速率不匹配导致的显示帧撕裂问题。实验结果表明,该系统能够高效稳定地实现4K@60 Hz视频的板间传输实时显示,硬件资源消耗较低,且相较8b/10b编码的有效带宽减少3.12 Gb/s,为多个FPGA协同处理超高清视频场景提供灵活高效、成本更低的传输方案,具有良好的工程应用价值。 展开更多
关键词 FPGA 4K视频 GTX收发器 64b/66b编码
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高精度便携式超声测厚仪
11
作者 崔永俊 赵宇航 +2 位作者 王红亮 全贺 曹铎 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第10期42-46,52,共6页
针对当前石化行业金属运输管道壁厚的精确测量需求以及现有测厚仪存在操作复杂、精度低、携带不方便等问题,设计了一种高精度便携式超声波测厚仪。该测厚仪采用分离式FPGA+ARM架构,并配备HMI触摸显示屏,用于设备监测、指令下达和结果显... 针对当前石化行业金属运输管道壁厚的精确测量需求以及现有测厚仪存在操作复杂、精度低、携带不方便等问题,设计了一种高精度便携式超声波测厚仪。该测厚仪采用分离式FPGA+ARM架构,并配备HMI触摸显示屏,用于设备监测、指令下达和结果显示。通过FPGA控制超声波发射模块和回波调理转换模块,实现对数字回波信号的获取。这些数字回波信号经过ARM中的数据算法处理,得到精准的渡越时间,再结合声速校准,从而实现对金属管壁厚度的高精度测量。实验测试结果表明:该测厚仪操作简便,稳定可靠,可测量的石化钢材管道壁厚范围为2~50 mm,测量分辨率为0.001 mm,测量精度达到0.02 mm。 展开更多
关键词 超声波 高精度 FPGA ARM 测厚仪
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基于罗氏线圈和CEEMDAN的雷电流波形测量方法
12
作者 徐伟 李想 +1 位作者 王学孟 刘岩 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第2期102-112,共11页
浪涌保护器中嵌入雷电流波形测量模块为其老化分析提供了数据支撑。针对目前浪涌保护器中雷电流测量存在不能记录完整电流波形、噪声较大的问题,通过分析雷电流波形的时频特性,设计由罗氏线圈传感器、低噪声宽带放大、单端转差分、高速... 浪涌保护器中嵌入雷电流波形测量模块为其老化分析提供了数据支撑。针对目前浪涌保护器中雷电流测量存在不能记录完整电流波形、噪声较大的问题,通过分析雷电流波形的时频特性,设计由罗氏线圈传感器、低噪声宽带放大、单端转差分、高速模数转换器和现场可编程门阵列(FPGA)等组成的雷电流波形测量系统。FPGA完成采集信号的处理、数据的缓存发送以及雷击计数等功能。通过差分电路和自适应噪声完备集合经验模态分解相结合的方法减小噪声对雷电流波形的影响,采用阈值与斜率联合触发方式,提高雷电流冲击次数计数的准确度。利用雷电防护实验室的雷电流组合波发生器对系统和去噪方法进行了实验测试,结果表明,系统能完整精确地记录雷电流波形,峰值1~10 kA范围内雷电流采集无漏触发现象,峰值的最大测量误差为1.27%,半峰值到达时间的测量误差≤0.2μs,前峰平均坡度测量误差≤2.04%。系统将推动浪涌保护器的智能化发展,并为雷电研究提供数据支撑。 展开更多
关键词 浪涌保护器 雷电流 罗氏线圈 FPGA CEEMDAN
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基于ARM+FPGA的机载信息管理处理机设计
13
作者 王健 郭霖佯 +4 位作者 何自豪 周立辉 陈家福 李欣琦 周浩 《火力与指挥控制》 北大核心 2025年第4期85-92,共8页
为实现飞机在执行战术任务时对格式化链路消息的接收处理、态势信息综合处理、载机平台信息采集、指令应答与信息回传、雷达目标定位等功能,设计一种基于ARM+FPGA架构机载信息管理处理机。介绍机载信息管理处理机具体功能和应用,从硬件... 为实现飞机在执行战术任务时对格式化链路消息的接收处理、态势信息综合处理、载机平台信息采集、指令应答与信息回传、雷达目标定位等功能,设计一种基于ARM+FPGA架构机载信息管理处理机。介绍机载信息管理处理机具体功能和应用,从硬件和软件设计两个方面对系统结构进行详细阐述,完成机载信息综合处理模块、RS422和ARINC429相关接口的软硬件设计工作,使得机载信息管理处理机能够实时处理机载电台、显控机、雷达、导航系统等相关设备的信息,并根据系统通信协议的要求完成各类型系统数据的实时接收、解析、检索和发送任务。通过对系统的联调联试和测试工作,发现达到系统各项指标要求并验证了其可行性和稳定性。 展开更多
关键词 机载处理机 RS422 ARINC429 FPGA ARM
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基于FPGA的大点数脉压模块设计与实现
14
作者 刘国满 刘雨玄 +3 位作者 付琦允 冯易 汪奕 王俊岭 《北京理工大学学报》 北大核心 2025年第5期539-546,共8页
针对雷达系统长脉宽信号的大点数脉冲压缩内存占用过大、计算过程复杂的问题,提出一种可避免数据转置的脉冲压缩处理流程及一种适用于FPGA的实现方法和延时计算模型,并以此为基础设计和实现了支持128K点窗长的脉冲压缩模块.实验结果表明... 针对雷达系统长脉宽信号的大点数脉冲压缩内存占用过大、计算过程复杂的问题,提出一种可避免数据转置的脉冲压缩处理流程及一种适用于FPGA的实现方法和延时计算模型,并以此为基础设计和实现了支持128K点窗长的脉冲压缩模块.实验结果表明,模块处理延时低于1700μs,可支持最大脉宽4 ms、带宽10 MHz的信号,与传统IP核方法相比,减少至少50%处理延时和至少40%内存资源消耗,仅适度增加了乘法器资源消耗,提高了大点数脉压算法在FPGA中的可实现性. 展开更多
关键词 脉冲压缩 FPGA 大点数FFT FFT级联
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基于YOLOv5s-Lite的柑橘害虫识别加速器设计与实现
15
作者 宋绍剑 贾明瑞 李刚 《小型微型计算机系统》 北大核心 2025年第7期1674-1683,共10页
针对农作物害虫自动监测系统片上资源相对受限的特点,设计了一种基于FPGA+ARM的柑橘害虫自动识别系统.首先,对原YOLOv5s模型的CBS和CSP模块进行模型改进,建立了一种高并行、高吞吐量的轻量化YOLOv5s-Lite柑橘害虫识别模型;然后,为了将... 针对农作物害虫自动监测系统片上资源相对受限的特点,设计了一种基于FPGA+ARM的柑橘害虫自动识别系统.首先,对原YOLOv5s模型的CBS和CSP模块进行模型改进,建立了一种高并行、高吞吐量的轻量化YOLOv5s-Lite柑橘害虫识别模型;然后,为了将训练好的害虫识别模型部署到FPGA中,对输入像素及权重进行8位定点量化,采用RTL(Register Transfer Level)方法和Verilog HDL(Hardware Description Language)将卷积神经网络(CNN)的基本网络映射到FPGA的片上资源;接着,为了充分挖掘FPGA的硬件资源潜力,对建立的YOLOv5s-Lite模型进行了硬件算法优化;最后,在ZYNQ 7020硬件平台上实现了害虫的自动识别.结果表明:优化后的加速器对FPGA的LUT(Lookup Table)、FF(Flip Flop)、BRAM(Block RAM)、DSP(Digital Signal Processor)等主要资源的占用率更低,吞吐量和能源效率分别提升了3.06和2.4倍. 展开更多
关键词 CNN加速器 FPGA YOLOv5s-Lite 柑橘害虫
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基于FPGA的SM4异构加速系统
16
作者 张全新 李可 +1 位作者 邵雨洁 谭毓安 《信息网络安全》 北大核心 2025年第7期1021-1031,共11页
国密SM4算法是WAPI无线网络标准中广泛使用的加密算法。目前,针对SM4加解密的研究主要集中于硬件实现结构优化,以提高吞吐量和安全性。同时,大数据和5G通信技术的发展对数据加解密的带宽和实时性提出了更高的要求。基于此背景,文章提出... 国密SM4算法是WAPI无线网络标准中广泛使用的加密算法。目前,针对SM4加解密的研究主要集中于硬件实现结构优化,以提高吞吐量和安全性。同时,大数据和5G通信技术的发展对数据加解密的带宽和实时性提出了更高的要求。基于此背景,文章提出一种基于FPGA的SM4异构加速系统,使用硬件实现SM4算法,并优化加解密性能;采用流式高速数据传输架构,支持多个SM4核并行工作,充分利用系统带宽;设计可配置接口,连接SM4与传输架构,提供足够的灵活性。系统于Xilinx XCVU9P FPGA上实现,支持随时更改SM4的负载和模式。测试得到SM4的最大工作频率为462 MHz,系统吞吐量高达92 Gbit/s,延迟仅为266μs。实验结果表明,与其他现有工作相比,该系统能获得更高的SM4工作频率和系统吞吐量,满足高带宽和低延迟的SM4加速需求。 展开更多
关键词 国密SM4算法 FPGA 硬件加速 传输架构
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一种用于高性能FPGA的多功能I/O电路
17
作者 罗旸 刘波 +3 位作者 曹正州 谢达 张艳飞 单悦尔 《半导体技术》 北大核心 2025年第3期265-272,共8页
为了满足等效系统门数为亿门级现场可编程门阵列(FPGA)的高速率、多功能数据传输需求,设计了一种用于高性能FPGA的多功能输入输出(I/O)电路,工作电压为0.95 V,单个I/O电路的最高数据传输速率为2 Gbit/s。通过在输入逻辑电路中设计同一... 为了满足等效系统门数为亿门级现场可编程门阵列(FPGA)的高速率、多功能数据传输需求,设计了一种用于高性能FPGA的多功能输入输出(I/O)电路,工作电压为0.95 V,单个I/O电路的最高数据传输速率为2 Gbit/s。通过在输入逻辑电路中设计同一边沿流水技术的双倍数据速率(DDR)电路,可以使数据不仅能在相同的时钟沿输出,而且能在同一个时钟周期输出。通过分级采样结合时钟分频和偏移技术,仅需4个时钟周期即可完成8∶1数据的转换。另外,该I/O电路还可以对数据输入输出的延时进行调节,采用粗调和细调相结合的方式,共提供512个延时抽头,并且延时的分辨率达到4 ps。仿真和实测结果表明,该多功能I/O电路能为高性能FPGA提供灵活、多协议的高速数据传输功能。 展开更多
关键词 现场可编程门阵列(FPGA) 输入输出(I/O)电路 多电平标准 双倍数据速率(DDR) 串并转换器(SerDes)
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基于FPGA的功率器件封装缺陷实时检测
18
作者 谭会生 吴文志 张杰 《半导体技术》 北大核心 2025年第10期1048-1056,共9页
针对基于机器视觉的功率器件封装缺陷检测技术实时性差、计算资源消耗较高的问题,基于现场可编程门阵列(FPGA)设计了一种功率器件封装缺陷实时检测器。首先,提出一种基于深度可分离卷积(DSConv)的轻量化Mini-DSCNet卷积网络,使用深度卷... 针对基于机器视觉的功率器件封装缺陷检测技术实时性差、计算资源消耗较高的问题,基于现场可编程门阵列(FPGA)设计了一种功率器件封装缺陷实时检测器。首先,提出一种基于深度可分离卷积(DSConv)的轻量化Mini-DSCNet卷积网络,使用深度卷积和逐点卷积代替标准卷积。仿真结果表明,该模型的浮点运算量(FLOPs)和参数量(Params)分别约为MobileNetV1的4.375%和0.021%,准确率约为91.80%。其次,采用定点量化算法将浮点数权重量化为有符号定点数,测试结果表明,其平均误差约为0.483%。最后,采用多通道并行流水线架构优化设计,降低了系统的资源消耗,提高了系统的处理速度。实验结果显示,在100 MHz时钟频率下,该检测器的推理速度分别约为CPU的17.10倍、GPU的2.47倍,显著提升了功率器件封装缺陷检测的实时性。 展开更多
关键词 功率器件 封装缺陷检测 Mini-DSCNet卷积网络 现场可编程门阵列(FPGA) 硬件加速
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基于FPGA的改进Sobel算子图像实时边缘检测系统
19
作者 于波 田亚洲 +1 位作者 任金贝 李华宇 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第3期116-121,共6页
为了解决嵌入式软件不能对图像进行实时处理以及对带有噪声的图像处理效果不佳的问题,设计了基于改进Sobel算子的图像实时边缘检测系统,该系统在传统Sobel算子的基础上增加了检测方向和角度模板,并结合SCCB传输协议进行实时图像边缘检测... 为了解决嵌入式软件不能对图像进行实时处理以及对带有噪声的图像处理效果不佳的问题,设计了基于改进Sobel算子的图像实时边缘检测系统,该系统在传统Sobel算子的基础上增加了检测方向和角度模板,并结合SCCB传输协议进行实时图像边缘检测,进一步提高视频图像的传输速度和质量。系统以FPGA作为数字主控核心,使用OV5640摄像头采集图像,将采集的图像数据缓存到视频图像处理模块,对该模块进行色彩空间转换和Sobel边缘检测工作,将边缘检测的图像数据缓存到SDRAM读写控制模块,VGA驱动模块从SDRAM中读取数据并控制VGA显示器对边缘检测结果进行显示。实验结果表明:该系统能够完成对图像边缘检测的实时快速精确识别,相较于传统的Sobel算法,改进后的算法在处理复杂图像和噪声点较多的图像方面更有优势,适合低延时以及噪声干扰较为严重的场合。 展开更多
关键词 实时边缘检测 FPGA SCCB SOBEL算子 SDRAM
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基于FPGA和双ADC架构的L频段信号采集回放系统
20
作者 王忠勇 谌毅炜 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第10期84-90,共7页
为实现L频段(950~2150 MHz)信号的实时分析与后续测试,设计了一种以FPGA和ADC/DAC为核心架构的信号采集与回放系统。系统采用2块高精度ADC,分别用于全景频谱分析和指定频段高分辨率采集,以满足不同应用场景的需求。宽带采集数据和中频... 为实现L频段(950~2150 MHz)信号的实时分析与后续测试,设计了一种以FPGA和ADC/DAC为核心架构的信号采集与回放系统。系统采用2块高精度ADC,分别用于全景频谱分析和指定频段高分辨率采集,以满足不同应用场景的需求。宽带采集数据和中频采集数据通过FPGA内部初步处理后,AXI DataMover通过PCIe接口将高速数据流传输至主板的DDR中缓存并最终存入NVMe固态硬盘,回放时通过PCIe接口将数据传输至DAC进行回放。以双音信号为测试对象,完成了系统功能测试,并将测试结果与芯片手册进行对比。结果表明:系统在功能和稳定性方面均符合设计目标,为L频段信号的分析与测试提供了一种高效可靠的解决方案。 展开更多
关键词 L频段 ADC/DAC 采集回放 FPGA DataMover
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