FPGA的光端機UART接口設計與實現(xiàn)

一種基于fpga的數(shù)據(jù)光纖傳輸設備,先將多路的視頻、音頻、數(shù)據(jù)進行高分辨率數(shù)字化,形成高速數(shù)字流,然后將多路數(shù)字流進行復用,通過發(fā)射光端機進行發(fā)射,通過另一端的接收光端機進行接收,解復用,恢復成各路數(shù)字化信號,再通過數(shù)字模擬變換恢復成模擬視頻、音頻、數(shù)據(jù)。

隨著現(xiàn)代安防技術的發(fā)展,大范圍遠程監(jiān)控的應用越來越多,而遠程監(jiān)控中如何傳輸成為其主要問題.文中介紹了一種用于光纖傳輸?shù)?基于cpld(復雜可編程邏輯器件)的視頻、音頻等數(shù)據(jù)的遠程傳輸設備的設計和實現(xiàn).實驗證明,該設計能夠較好地完成遠程傳輸任務,其監(jiān)控圖像清晰、數(shù)據(jù)準確,可以廣泛應用于安防行業(yè).

針對傳統(tǒng)的視頻傳輸方案容易造成視頻線或者光纖的浪費,利用復雜可編程邏輯器件cpld、串并轉(zhuǎn)換芯片和并串轉(zhuǎn)換芯片及九針光模塊和sfp光模塊,通過時分復用技術,設計一個專用的光纖傳輸系統(tǒng),僅需要少量光纖和少量視頻線就可以完成視頻傳輸。

針對模擬光端機傳輸質(zhì)量低、信號易受環(huán)境干擾而失真、系統(tǒng)性能不穩(wěn)定和電路設計復雜等缺點,采用cpld對四路數(shù)字光端機進行設計?？紤]到四路采樣頻率在滿足以上要求的同時,還要通過一路光纖傳輸四路采樣數(shù)據(jù)的情況,提出了并串轉(zhuǎn)換頻率為采樣頻率四倍的策略,實現(xiàn)了分時復用光纖通道。通過實驗和時序仿真,驗證了該系統(tǒng)的正確性和可行性。該系統(tǒng)結(jié)構簡單、成本低、性能穩(wěn)定,是未來數(shù)字光端機行業(yè)發(fā)展的方向。

本文設計和研制了專門用于控制云臺的小型數(shù)字光端機,其硬件電路簡單,成本低,傳輸信號穩(wěn)定,使用效果良好,具有較高的使用價值。

設計了一種指揮調(diào)度通信系統(tǒng),該系統(tǒng)基于一種由單色單模雙芯光纜和xtyl120光傳輸多通道數(shù)據(jù)網(wǎng)絡硬件設備,能夠提供靈活的機動組網(wǎng)方案,在應急或野戰(zhàn)條件下可以利用現(xiàn)場的有線電話、光纖等設備接入臨時網(wǎng)絡,采用tcp/ip協(xié)議和阻塞模式下的indy技術開發(fā)了指揮調(diào)度通信系統(tǒng)軟件,可以對各種應急現(xiàn)場進行數(shù)據(jù)的實時采集和監(jiān)控,掌握現(xiàn)場音/視頻、數(shù)據(jù)等信息,發(fā)布調(diào)度指揮命令。

提出了一種簡易的實用光端機的設計方法,能夠完成ttl/e1、rs232、rs4223類信號經(jīng)光纖傳送,很好地實現(xiàn)了中短距離的點對點通信。ttl/e1信號直接送給通道選擇,rs232和rs422分別經(jīng)過相應的信號調(diào)理變?yōu)閠tl電平后再送給通道選擇模塊;通道選擇由可編程邏輯器件gal16v8為核心編程實現(xiàn),通過按鍵操作可實現(xiàn)傳輸信號的類型選擇,并有相應的指示燈指示;采用安捷倫公司的led組件光發(fā)送模塊hfbr-1528和光接收模塊hfbr-2528作為核心器件,實現(xiàn)光纖通信。通過實驗證明,系統(tǒng)工作可靠,性能優(yōu)越。

本介紹了一種基于xilinx公司fpga芯片xc2s50的設備控制診斷系統(tǒng)，由于應用所需，作者將其設計為一種從機接口卡，可以接收主控機的控制命令，并向主控機發(fā)送診斷數(shù)據(jù)。該接口板成功運用在高速磁浮列車懸浮控制系統(tǒng)中。

介紹了一種基于fpga和dsp的新型音頻接口模塊設計方法。特別是如何具體實現(xiàn)dsp、fpga與tlv320aic23b之間的無縫連接,并給出了軟硬件應用設計實例。

為了實現(xiàn)光纖縱差保護中兩端裝置能夠嚴格同步、準確、可靠地進行數(shù)據(jù)信息交互。文中提出了采用fpga設計光纖縱差保護同步通信接口的方法,使得硬件簡單高效、軟件模塊配置靈活,從而提高了光纖縱差保護裝置通信的可靠性和穩(wěn)定性。

針對前端射頻及信號處理部分與中心機需要進行遠程通信的需要,設計了一款由fpga實現(xiàn)的通信接口模塊。該模塊實現(xiàn)了射頻及信號處理部分與中心機的通信,包括中心機發(fā)給前端受控模塊的控制命令;前端受控模塊發(fā)送給中心機的狀態(tài)信息;中心機控制通信接口模塊實現(xiàn)信息轉(zhuǎn)發(fā)控制的命令。通過仿真分析,該通信接口模塊能夠完成遠程數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ堋?/p>

隨著企業(yè)數(shù)據(jù)存儲量的迅猛增長,對光纖通道交換機的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)速率要求越來越高。高速的交換機首先需要高速的接口。設計了一種基于fpga的、通道速率達到2gb/s的光纖通道交換機接口。對設計進行功能仿真,測試了其邏輯功能,并通過16×16光纖通道交換機的fpga實現(xiàn),驗證了接口的功能和數(shù)據(jù)傳輸速率。

介紹了數(shù)字光端機的工作原理,利用在線系統(tǒng)可編程技術和現(xiàn)場可編程邏輯陣列fpga進行復分接設計,包括硬件設計、軟件設計和測試。詳細介紹了復接和分接,設計一種同步按字節(jié)的二次復接方式,實現(xiàn)了視頻、音頻、數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡信號的可靠傳輸,對提高傳輸信道容量、節(jié)約光纖資源有一定的實用意義。

為解決1394b光纖總線在軍用車輛領域應用過程中的設備兼容性問題,基于1394b異步傳輸機制,采用fpga作為中心處理器完成1394b接口設計。并以實現(xiàn)pc機1394b接口與pc機串口之間通信為例,通過fpga實現(xiàn)rs232接口連接pc機進行系統(tǒng)性能測試,實現(xiàn)1394b光纖總線與通用總線協(xié)議設備的兼容。結(jié)果表明,該設計對總線的擴展應用具有一定的作用。

提出了一種基于光端機網(wǎng)絡的數(shù)字話音交換系統(tǒng)方案,介紹了系統(tǒng)中各組成模塊的設計實現(xiàn),包括用戶/中繼接口、信號復分接傳輸方式、時隙交叉控制、信令處理以及基于狀態(tài)機的程控交換軟件設計。

接口適配器是通信傳輸系統(tǒng)的一個重要組成部分,它的效率直接關系通信效率。但隨著光纖通信技術的發(fā)展,光纖接口適配器并未一同迅速發(fā)展,可以說,光纖接口適配已經(jīng)成了光纖通信系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸。主要介紹光纖通道接口適配器的組合實現(xiàn)過程,該過程包含對fc協(xié)議的分析與理解、具體的vc軟件編寫、上位機與fpga相結(jié)合,實現(xiàn)fc協(xié)議下的接口適配器功能。

為了滿足存儲網(wǎng)絡和下一代航空電子系統(tǒng)對光纖通道網(wǎng)絡的需求,提出了一種新的光纖通道網(wǎng)絡接口控制芯片的設計方案。用verilog實現(xiàn)了接口控制芯片的rtl設計并完成了功能仿真和驗證,通過嵌入式powerpc完成了接口控制芯片的控制軟件設計。以xilinx公司的virtex-iipro系列fpga為平臺,實現(xiàn)了接口控制芯片原型。

通信接口模塊用于擴展compactpciexpress總線工業(yè)控制計算機系統(tǒng)的通信接口。模塊采用fpga固核實現(xiàn)pciexpress接口,并且在fpga內(nèi)部實現(xiàn)各種總線接口的ip核,使電路設計高度集成化。在電路設計過程中通過仿真保證了高速串行電路的信號完整性。模塊已經(jīng)投入使用,在應用過程中性能穩(wěn)定。

本文主要介紹一種中頻信號數(shù)字化傳輸設備。該設備將用戶的中頻模擬數(shù)據(jù)信號經(jīng)數(shù)字化處理后通過光纖進行遠距離傳輸,并在接收端還原成模擬數(shù)據(jù)信號和用戶的終端設備進行通信。本套設備克服了傳統(tǒng)的模擬設備在傳輸過程中接收靈敏度低、成本高、動態(tài)增益小、不易控制等缺點。

集裝箱運輸是鐵路運輸發(fā)展的重點,集裝箱追蹤管理是貨主和集裝箱中心的迫切要求,特別是國際箱和標準箱的追蹤管理意義更大。通過此接口軟件的設計與實現(xiàn),將大大減少現(xiàn)崗操作人員的工作量,更好為部、局、分局、車站集裝箱業(yè)務部門提供信息服務。

介紹了多功能語音人機接口模塊的設計思想與組成架構,給出了鍵盤接口、rs232接口、語音錄放及液晶顯示等單元電路的設計實現(xiàn)方法,著重闡述了語音錄放和液晶顯示單元電路的設計與實現(xiàn),并提供了經(jīng)調(diào)試通過的關鍵程序代碼。

隨著工業(yè)控制的進一步發(fā)展,多個設備之間的信息共享和數(shù)據(jù)交換成為一種趨勢,而目前常用的工控設備通信接口有rs-232、rs-485、can和網(wǎng)絡,由于各接口協(xié)議不同,使得異構網(wǎng)絡之間的操作和信息交換難以進行,通過多協(xié)議轉(zhuǎn)換器可以將不同接口設備組網(wǎng),實現(xiàn)設備間的互操作。本文介紹了以ds80c400微處理器為核心的多接口協(xié)議轉(zhuǎn)換器的設計和實現(xiàn)。針對系統(tǒng)功能,著重對軟件設計進行了分析。并提出利用javaapplet和socket(套接字)實現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換器的參數(shù)配置,該協(xié)議轉(zhuǎn)換器已運用于某系統(tǒng),試運行效果良好。