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基于FPGA的CPCI系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[可編程邏輯][工業(yè)自動化]

集成工控機箱使用CPCI接口兼容各種可插拔板卡，板卡的CPCI設計多使用專用芯片搭配FPGA實現(xiàn)，降低了可擴展性，增加了板卡面積和成本。為了解決上述問題，設計了一種基于FPGA的CPCI接口。介紹了使用FPGA實現(xiàn)的CPCI協(xié)議、仿真及外部通信總線協(xié)議、外部中斷機制、沖突避免機制，該設計在量產(chǎn)的各種CPCI板卡中使用，用于各種廠家的CPCI機箱。與傳統(tǒng)實現(xiàn)方案相比，該方案具有成本低、體積小、靈活性好、兼容性高等優(yōu)點，在小型工控領域內(nèi)具有明顯的優(yōu)勢。

發(fā)表于：11/20/2018

車用尿素溶液濃度檢測系統(tǒng)設計及在SCR上的應用[嵌入式技術][汽車電子]

基于超聲波在不同濃度溶液中傳播速度不同的原理，詳細研究了超聲波聲速與車用尿素溶液濃度和溶液溫度之間的關系，并用來檢測車用尿素溶液濃度。實驗表明，超聲波在車用尿素溶液中的傳播速度隨溶液濃度的增加而增大，變化關系呈明顯的線性關系；另一方面，溶液溫度也對超聲波傳播速度有一定影響。在超聲波時差法的基礎上，加入溫度補償、滑動平均濾波，采用線性回歸的方法，實現(xiàn)了車用尿素溶液濃度實時檢測，測量濃度誤差在0.3%以內(nèi)。系統(tǒng)通過CAN總線將數(shù)據(jù)發(fā)送給SCR系統(tǒng)主設備，可供其做出更高效的尾氣處理決策。

發(fā)表于：11/19/2018

帶單節(jié)拖車的機器人控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[嵌入式技術][汽車電子]

帶拖車的移動機器人是一種多車體系統(tǒng)，多車體機器人在運行過程中的控制難度也相應增加。針對帶單節(jié)拖車的室內(nèi)配送機器人，研究其運動學模型，提出了一種采用單車體運動學模型控制帶單節(jié)拖車的配送機器人的控制方案。首先設計了帶單節(jié)拖車的移動機器人的運動學模型，然后以搭載著ROS(機器人操作系統(tǒng))的車載MiniPC作為上位機，STM32F103作為下位機，完成了對帶單節(jié)拖車的室內(nèi)配送機器人系統(tǒng)的設計與搭建，實現(xiàn)了機器人的自主運動控制。實驗結(jié)果表明，該控制系統(tǒng)在室內(nèi)直線走廊與“T”字形走廊都可以很好地兼顧到拖車部分的轉(zhuǎn)向情況，實現(xiàn)了帶單節(jié)拖車的配送機器人的自主導航。該設計為帶單節(jié)拖車的配送機器人控制提出了一種有效的方案。

發(fā)表于：11/19/2018

基于FPGA的快速靜態(tài)光譜復原系統(tǒng)研究[嵌入式技術][工業(yè)自動化]

為了實現(xiàn)靜態(tài)干涉系統(tǒng)光譜分布的快速復原，設計了一種基于FPGA的快速光譜數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。通過FPGA硬件設計完成了對CCD數(shù)據(jù)的高速采集與快速光譜數(shù)據(jù)反演計算。依據(jù)靜態(tài)干涉條紋空域到頻域的變化特性，設計了相應的驅(qū)動模塊，并通過仿真分析驗證了其高效性。選用三種不同位深的數(shù)據(jù)形式進行對比，結(jié)果顯示，8 bit速度最快，但光譜對比度最差，12 bit對比度最好，但耗時較長，綜合比較選取了光譜振幅對比度和處理速度均適中的10 bit，并由此構建了FPGA光譜復原系統(tǒng)。實驗采用980 nm激光入射靜態(tài)干涉模塊獲得的靜態(tài)干涉條紋進行測試。同組數(shù)據(jù)還采用MATLAB進行光譜反演，對比結(jié)果顯示，系統(tǒng)測試數(shù)據(jù)的中心波長位置、幅值及半寬與MATLAB仿真數(shù)據(jù)相符。

發(fā)表于：11/16/2018

基于SoC的新型通用彈載計算機系統(tǒng)設計[嵌入式技術][航空航天]

為了解決現(xiàn)有制導武器中彈載計算機計算性能較弱和傳感器底層數(shù)據(jù)交互復雜等問題，提高彈載計算機計算性能與硬件集成度，提出一種基于SoC FPGA的新型通用彈載計算機設計方案。提出的SoC FPGA通用彈載計算機硬件設計集成度顯著提高，通過三種平臺（ARM、DSP和SoC FPGA）的運算耗時實驗對比，在相同計算要求下，該彈載計算機并行運算加速方法運算耗時相較串行運算下降了一個數(shù)量級，為4 ms，得到較好的運算加速效果。結(jié)果表明，基于SoC FPGA的新型通用彈載計算機硬件集成度高、通用接口豐富，而且彈載程序運算滿足現(xiàn)代武器制導的實時性與精確性要求。

發(fā)表于：11/16/2018

基于深度學習的胸部X光影像分析系統(tǒng)[嵌入式技術][醫(yī)療電子]

提出一種應用嵌入式技術和深度學習技術實現(xiàn)對胸部X光影像分析的設計方案。采用NIVIDIA公司生產(chǎn)的Jetson TX2作為核心板，配備以太網(wǎng)模塊、WiFi模塊等功能模塊搭建該分析系統(tǒng)的硬件平臺。在GPU服務器上利用MobileNets卷積神經(jīng)網(wǎng)絡對標注的胸部X光影像數(shù)據(jù)集進行訓練，將訓練好的神經(jīng)網(wǎng)絡模型移植到Jetson TX2核心板，在嵌入式平臺下完成對胸腔積液、浸潤、肺氣腫、氣胸以及肺不張癥狀的檢測。利用美國國立衛(wèi)生研究院提供的胸部X光影像數(shù)據(jù)進行測試，通過實驗證明，該方法在識別準確率上優(yōu)于其他的檢測方法，同時識別所需時間比其他方法短。

發(fā)表于：11/15/2018

基于線性反饋的多?；旌峡芍貥婸UF電路設計[模擬設計][工業(yè)自動化]

物理不可克隆函數(shù)(Physical Unclonable Function，PUF)是集成電路領域的特殊識別技術。通過提取芯片制造過程中隨機工藝偏差，產(chǎn)生無限多個特殊的密鑰。通過對存儲型PUF電路、線性反饋移位寄存器和仲裁器PUF電路進行研究，提出一種基于線性反饋的多模混合可重構PUF方案。首先，該方案利用存儲型隨機源產(chǎn)生隨機數(shù)據(jù)，將其作為自選反饋網(wǎng)絡的選擇信號，完成反饋網(wǎng)絡的隨機選擇功能。然后，線性反饋移位寄存器根據(jù)反饋信號產(chǎn)生隨機數(shù)序列，作為仲裁器PUF的n位路徑選擇信號，在時鐘信號控制下，實現(xiàn)可重構PUF的串行密鑰輸出。在TSMC 65 nm CMOS工藝下仿真驗證，結(jié)果表明所設計的PUF電路隨機性達到96.2%，唯一性達到50.8%。

發(fā)表于：11/15/2018

【論文集錦】加油，北斗！——《電子技術應用》優(yōu)秀論文集錦[通信與網(wǎng)絡][航空航天]

小編整理了《電子技術應用》近年刊登的關于北斗的最新研究成果及其應用實例，如北斗在個人位置服務、氣象、交通管理、海運和水運、農(nóng)業(yè)等領域的應用，以餮讀者，為正在走向世界的北斗加油！為努力做大做強的北斗產(chǎn)業(yè)吶喊！

發(fā)表于：11/14/2018

一種新型的雙閾值4T SRAM單元的設計[模擬設計][其他]

通過減少晶體管數(shù)目來達到減小存儲單元面積，從而實現(xiàn)高密度的SRAM設計是一種較為直接的解決方案。在至關重要的SRAM存儲單元設計中，不同工作狀態(tài)表現(xiàn)出的穩(wěn)定特性是評判SRAM設計的重要指標。比較了55 nm CMOS工藝節(jié)點下傳統(tǒng)6T和4T SRAM存儲單元的數(shù)據(jù)保持和讀寫工作時的穩(wěn)定特性。經(jīng)過多次蒙特卡洛仿真，仿真結(jié)果表明，4T結(jié)構SRAM與傳統(tǒng)6T結(jié)構相比，存儲單元面積減小20%，在相同供電電壓下，通過在外圍電路中增加讀輔助電路，讀穩(wěn)定性提升了110%，寫能力增強183%。

發(fā)表于：11/14/2018

基于優(yōu)化型支持向量機算法的硬件木馬檢測[模擬設計][信息安全]

目前基于側(cè)信道的分析方法是硬件木馬檢測的主要研究方向。為提高側(cè)信道分析時的準確率和檢測速度，提出了基于優(yōu)化型支持向量機的分類方法。首先利用主成分分析技術對功耗數(shù)據(jù)進行處理，降低數(shù)據(jù)特征相關性；然后通過遺傳算法提高懲罰系數(shù)和核函數(shù)參數(shù)的選擇；最后進行硬件木馬分類器的構建。實驗結(jié)果表明，優(yōu)化型SVM方法提高了硬件木馬分類器的檢測速度和準確率，可以有效檢測出面積為0.1%的硬件木馬，準確率最高可以提升15.6%，時間消耗減少98.1%。

發(fā)表于：11/14/2018

一種小型無源UHF抗金屬標簽天線的設計[通信與網(wǎng)絡][通信網(wǎng)絡]

設計了一款應用于超高頻（UHF）頻段的小型無源抗金屬射頻識別（RFID）電子標簽天線。在一端端口封閉式小型微帶天線的基礎上，基板采用介電常數(shù)為22的微波介質(zhì)陶瓷可以進一步減小天線尺寸，饋電方式為一端通過短路片接地的插入式饋電，通過對輻射貼片另一端加載短路片來實現(xiàn)寬頻帶。使用HFSS仿真軟件進行天線設計，天線尺寸約為32 mm×24 mm×4 mm，置于200 mm×200 mm的金屬板上，在860~960 MHz的工作頻段內(nèi)，S11<-15 dB，阻抗匹配極好，MATLAB仿真的讀取距離約為7 m。標簽天線的整體設計滿足小型化、抗金屬、寬頻帶、低成本的設計要求。

發(fā)表于：11/13/2018

一種新型帶隙基準源設計[模擬設計][其他]

在對傳統(tǒng)一階補償帶隙基準分析的基礎上，提出了一種新型高階補償技術，并應用該技術設計了一款在寬溫度范圍內(nèi)具有低溫度系數(shù)的曲率補償電壓基準?；赩IS 0.15 μm BCD工藝對提出的電路結(jié)構進行了設計與仿真。仿真結(jié)果表明，該基準電路的輸出電壓平均值為539 mV；在寬溫度范圍(-60 ℃~120 ℃)內(nèi)，溫度系數(shù)為1.40 ppm/℃；環(huán)境溫度為27 ℃，電源電壓在1.3 V~2.1 V范圍內(nèi)時，輸出電壓的線性調(diào)整率為0.001 9%，電源抑制大于84 dB@100 Hz。

發(fā)表于：11/13/2018

基于PDMS的MEMS柔性天線的設計及制作[通信與網(wǎng)絡][通信網(wǎng)絡]

設計了一種小型超寬帶共面波導（CPW）饋電的MEMS單極子柔性天線，具有結(jié)構簡單、質(zhì)輕、易集成、可柔性彎曲的特點。該天線采用了具有高柔彈性和良好的自我恢復性的PDMS材料為介質(zhì)基板，在柔性基板一側(cè)設計了圓盤狀的金屬輻射結(jié)構，采用了CPW結(jié)構與天線集成于基板同一側(cè)。實驗中，驗證了氧等離子刻蝕與SDS聯(lián)合處理的方式能有效改善光刻膠與PDMS表面的粘附效果，并分別基于AZ6130膠、RZJ304膠、AZ5214E膠在PDMS柔性基底上利用金屬剝離工藝制作了該CPW饋電的MEMS單極子柔性天線，對比了基于不同光刻膠制作的天線性能及剝離制作難度。該天線的頻帶為 3.3 GHz～5.0 GHz，阻抗匹配良好，輻射方向性穩(wěn)定，可適用于5G通信系統(tǒng)，亦為柔性天線的研究提供了參考。

發(fā)表于：11/12/2018

SpaceWire高速總線節(jié)點控制器的設計與實現(xiàn)[可編程邏輯][通信網(wǎng)絡]

針對空間應用中有效載荷對數(shù)據(jù)高速傳輸?shù)囊?，根?jù)SpaceWire（SpW）協(xié)議提出了一種SpaceWire節(jié)點控制器的設計方案。使用Verilog可編程語言進行邏輯設計，實現(xiàn)了節(jié)點控制器IP，以XC4VSX55 FPGA做原型驗證，驗證了系統(tǒng)整體設計的可行性。在專用集成芯片龍芯1E300中實現(xiàn)了該知識產(chǎn)權核（Intellectual Property，IP），搭建測試環(huán)境，驗證了數(shù)據(jù)傳輸過程中的同步性和準確性，ASIC實際測試結(jié)果表明設計的節(jié)點控制器信號傳輸速率可達200 Mb/s，滿足協(xié)議規(guī)定的功能。

發(fā)表于：11/12/2018

利用“半收回”控制器從Bang-Bang傳感器生成比例反饋[MEMS|傳感技術][工業(yè)自動化]

逆向反饋和控制回路的引入堪稱工程史上的一個輝煌進步，但隨之而來（可能就在同一天?。┑呢撁嬗绊懸餐癸@無遺，這引起了極大的混淆、挫折和失敗，暴露出來的問題包括時間滯后、無阻尼過沖、不穩(wěn)定和振蕩等。多年來，各種反饋技術和控制策略不斷涌現(xiàn)，以馴服這個駐留在伺服回路中破壞穩(wěn)定性的鬼魔。其中最為強大和最受歡迎的當數(shù)比例積分微分（PID）控制器。

發(fā)表于：11/12/2018