基于DSP和FPGA的嵌入式同步控制器实现

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基于DSP—FPGA的通用数字控制器硬件设计

系统两大类，随着数字技术的发展，模拟控制系统
ｈｄａｅｄｅｉｎａｅｖｅｉｉｄｔｏｕｇａｔｃｌａｐｌｃｔｏａｒｗｒｓｇｒｒｆｅｈｒｈｐｒｃｉａｐｉａｉｎ．
Ｋｅｒｓｇｎｒｌｐｒｏｅｄｇｔｌｃｎｒｌｒｉｉａｓｇａｒｃｓｏｓ（Ｐ）；ｆｌｒｇａｙｗｏｄ：ｅｅａ — ｕｐｓｉｉｏｔｏｌ；ｄｇｔｌｉｎｌｐｏｅｓｒＤＳａｅｉｄｐｏｒｍｍａｌａｅｅｂｅｇｔａｒｙ（ＧＡ）ｏｒｍａａｅｎ；ｂｓｒａＦＰ；ｐｗｅｎｇｍｅｔｕ
设计方案、ＣＵ板上的电源管理电路、字信号处理器ＤＰ及其外围设计、场可编程门阵列ＦＧ的配主Ｐ数Ｓ现ＰＡ置电路、线驱动电路作了详细说明。实际应用验证了该数字控制器硬件设计的正确性和可靠性总关键词：用数字控制器；字信号处理器；场可编程门阵列；源管理；线通数现电总
ＡｂｔａｔＩｒｅｏｍａｒｗａｅａｏｔｒｅｒｌｐｐｓｇｔｌｃｎｔｏｌｒｓａａｄｚｔｏｎａｓｒｃ：ｎｏｄｒｔｋｅｈａｄｒｎｄｓｆｗａｅｏｆｇｎｅａ— ｕｒｏｅｄｉｉａｏｒｌｅｔｎｄｒｉａｉｎｄｍｏｄｕｌｒｚｔｏａｉａｉｎ，ａｍｐｏｔｅｆｍａｅｏｅｌｔｍｅ，ｔｂｉｔａｎｔ—ｎｔｒｅｅｃｎｄｉｒｖｅｉｓｐｒｏｒｎｃｆｒａｉｓａｌｙｎｄａｉｉｅｆｒｎｅ，ｔａｒｉｈｅｈｄｗａｅｄｓｇｎｒｅｉｗａｓｉｄｂａｅｎｓｄｅｃｒｂｅｓｄｏＤＳＰ＋ＦＰＧＡｎｅａ — ｒｏｓｇｉａｏｎｒｌｅｇｅｒｌｐｕｐｅｄｉｔｌｃｔｏｌｒ．ａｌｕｓｒｔｄｔｓｇｎｏｆｃｔｏ — ｎｄｉｌｔａｅｈｅｄｅｉｏｎｒｌ

基于DSP+FPGA的实时信号采集系统设计与实现

基于DSP+FPGA的实时信号采集系统设计与实现周新淳【摘要】为了提高对实时信号采集的准确性和无偏性,提出一种基于DSP+FPGA 的实时信号采集系统设计方案.系统采用4个换能器基阵并联组成信号采集阵列单元,对采集的原始信号通过模拟信号预处理机进行放大滤波处理,采用TMS32010DSP芯片作为信号处理器核心芯片实现实时信号采集和处理,包括信号频谱分析和目标信息模拟,由DSP控制D/A转换器进行数/模转换,通过FPGA实现数据存储,在PC机上实时显示采样数据和DSP处理结果;通过仿真实验进行性能测试,结果表明,该信号采集系统能有效实现实时信号采集和处理,抗干扰能力较强.%In order to improve the accuracy and bias of real-time signal acquisition,a real-time signal acquisition system based on DSP +-FPGA is proposed.The system adopts 4 transducer array to build parallel array signal acquisition unit,the original signal acquisition amplification filtering through analog signal pretreatment,using TMS32010DSP chip as the core of signal processor chip to realize real-time signal acquisition andprocessing,including the signal spectrum analysis and target information simulation,controlled by DSP D/A converter DAC,through the realization of FPGA data storage,real-time display on the PC and DSP sampling data processing results.The performance of the system is tested by simulation.The results show that the signal acquisition system can effectively realize the real-time signal acquisition and processing,the anti-interference ability is strong.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2017(025)008【总页数】4页(P210-213)【关键词】DSP;FPGA;信号采集;系统设计【作者】周新淳【作者单位】宝鸡文理学院物理与光电技术学院,陕西宝鸡721016【正文语种】中文【中图分类】TN911实时信号采集是实现信号处理和数据分析的第一步，通过对信号发生源的实时信号采集，在军事和民用方面都具有广泛的用途。

基于DSP+FPGA的开放式机器人运动控制器的研究共3篇

基于DSP+FPGA的开放式机器人运动控制器的研究共3篇基于DSP+FPGA的开放式机器人运动控制器的研究1开放式机器人运动控制器是一种专为机器人运动控制而设计的控制器，其运行在数字信号处理器（DSP）和现场可编程门阵列（FPGA）之上。

这种控制器的目的是完整控制机器人的运动，并提供精细的数据采集和处理，从而可以在进行复杂的运动控制时快速而准确地响应外界的刺激。

DSP+FPGA控制器的设计与传统机器人控制器类似，但是一些核心的结构和特征有所改变。

在DSP+FPGA控制器中，DSP主要用于实现运动控制算法、信号处理和通信控制，而FPGA则用于实现实时IO接口的数据采集及处理。

由于DSP的高效性能和FPGA的高速IO，因此该控制器可以在实时性和精度方面取得更高效的控制效果。

在DSP+FPGA控制器的设计中，需要深入了解机器人的运动学和动力学。

运动学涉及机器人的轨迹和位置控制，而动力学则涉及机器人的力学和电气特性的精确计算和控制。

因此，开发者需要掌握基本的控制算法、数学模型和信号处理技术，才能更好地设计出适应不同机器人类型和应用场景的开放式机器人控制器。

在实现DSP+FPGA开放式机器人运动控制器的过程中，需要注意以下几点：1. 高速数据采集和处理：FPGA作为实时IO接口向DSP提供高速而可靠的数据（例如机器人的位置、偏差、角度和力量数据）。

2. 快速响应和反应能力：DSP负责处理数据和运动控制算法，并通过FPGA控制机器人的开关、电机和伺服系统。

3. 多通道数据处理：DSP和FPGA需要支持多通道数据采集和处理，以实现同步的运动控制和精密的位置控制。

4. 丰富的输入和输出功能：DSP+FPGA控制器需要支持多种IO接口，例如模拟量输入、数字量输入、PWM控制、编码器反馈等，以实现对机器人的全面控制。

5. 跨平台的可移植性：DSP+FPGA控制器需要支持不同操作系统和平台，以适应各种机器人应用场景的需求。

基于FPGA和DSP的自适应光学系统在线性能评估的嵌入式处理平台设计

收稿日期：２１ — ２０；收到修改稿日期：２１－３１０２０ —９０２０ —９基金项目：国家自然科学基金重点项目（１：母杰（９７）１８一，女（汉族），四川广元人。博士研究生，从事大气湍流和自适应光学性能方面的研究。Ｅｍａ：ｍｕｉｅｔ１３ｃｍ。－ｉｌｊｂｓ６ｏｅ＠
ＭＵｉ＂Ｊｅ，
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Ｒｈｎ．ｕ，ＬｉＡＯＣａｇｈｉ一Ｉ，Ｍｅ，ＺＮＧｎｊＨＥＷｅ－ａ，ｉ
（．ｎｔｕｅｆＯｔｓｎｌｃｏｉ，ｈｎｓｃｄｍＳｉｃｓＣｅｇｕ２９Ｃｉａ１ＩｓｉｔｏｐｉｄＥｅｔｎｃＣｉｅｅａｅｙｏｃｅｅ，ｈｎｄ１０，ｈ；ｔｃａｒｓＡｆｎ６０ｎ
ｓｏｅｄｔｃｅｙＨａｔｎｖｆｏｔｓｎｏ，ｔｅｏ —ｉｅｅａｕｔｎｏｅｆｒｎｅｐｒｍｅｅｓｏｎａａｔｅｏｔｓｌｐｅｅｔｄｂｒｍａｎｗａｅｒｎｅｓｒｈｎｌｖｌａｉｆｐｒｏｍａｃａａｔｒｆａｄｐｉｐｉｎｏｖｃｓｓｅｉｅｌｅｎｔｉｐｏｏｅｌｔｒ，ｎｌｄｎｏｎｐｅｄｆｎｔｏ，ｔｅｌａｉ，ｕｌｄｈｈｌｘｍｕａｄｙｔｍｓｒａｉｄｏｓｒｐｓｄｐａｆｍｉｃｕｉｇｐｉｔｓｒａｃｉｎＳｒｈｔｏｆｌｗｉｔａｆｚｈｏｕｒｍａｉｍｎｍｏｕａｉｎｔａｓｅｎｔｎＴｈｓｌｓｎｉａｅｔａｅｅｒｒｅｅｓｏｏｎｐｅｄｆｎｔｎＳｒｈａｉ，ｌｗｉｔａｆｄｌｔｎｆｒｆｃｉ．ｅｒｕｔｉｄｃｔｔｈｒｏｖｌｆｉｔｒａｕｃｉ，ｔｅｌｔｏｆｌｄｈｈｌｏｒｕｏｅｈｔｌｐｓｏｒｕｍａｉｍｒ０ “ １～，０ｔｓａｉｆａｔｎｌｔｎ０，ｅｐｃｉｅｙＡｓｌａｉｈｙｏｅａｉｎｌｒｃｓｏ，ｈｓｘｍｕａｅ１一０１。ｉｓｄｆｃｉｍｉａｄ１～ｒｓｅｔｌｍｅｒｏｉｖｗｅｌｓｈｇｌｐｒｔａｅｉｉｎｔｉｏｐ

基于FPGA+DSP的实时图像处理系统设计与实现

万方数据万方数据·１１０·微处理机２０１０年（ＤＰＲＡＭ）。

虽然Ｃ６４１６片内集成了高达８Ｍ位的片内高速缓存，但考虑到图像处理算法必涉及到对前后几帧图像进行处理，为保证系统运行时存储容量不会成为整个系统的性能瓶颈（ｃｈｏｋｅｐｏｉｎｔ），在ＤＳＰ模块中额外扩展存储空间。

由于ＥＭＩＦＡ口的数据宽度更大，因此系统在ＥＭＩＦＡ的ＣＥｌ空间内扩展了两片总共１２８Ｍ位的同步存储器。

Ｃ６４１６的引导方式有三种，分别是：不加载，ＣＰＵ直接开始执行地址０处的存储器中的指令；ＲＯＭ加载，位于ＥＭＩＦＢＣＥｌ空间的ＲＯＭ中的程序首选通过ＥＤＭＡ被搬人地址Ｏ处，ＲＯＭ加载只支持８位的ＲＯＭ加载；主机加载，外部主机通过主机接口初始化ＣＰＵ的存储空间，包括片内配置寄存器。

本系统采用的是ＲＯＭ加载方式。

Ｃ６４１６片内有三个多通道缓冲串口，经ＤＳＰ处理的最终结果将通过ＤＳＰ的多通道缓冲串口传送至ＦＰＧＡ。

３．４图像输出模块该模块的功能是将ＤＳＰ处理后的图像数据进行数模转换，并与字符信号合成后形成ＶＧＡ格式的视频信号。

这里选用的数模转换芯片为ＡＤＶ７１２５。

这是ＡＤＩ公司生产的一款三通道（每通道８位）视频数模转换器，其最大数据吞吐率３３０ＭＳＰＳ，输出信图２原始图像图３ＦＰＧＡ图像增强结果５结论实时图像处理系统以ＤＳＰ和ＦＰＧＡ为基本结构，并在此结构的基础上进行了优化，增加了视频输入通路。

同时所有的数据交换都通过了ＦＰＧＡ，后期的调试过程证明这样做使得调试非常方便，既可以监视数据的交换又方便修正前期设计的错误。

整个系统结构简单，各个模块功能清晰明了。

经后期大量的系统仿真验证：系统稳定性高，处理速度快，能满足设计要求。

号兼容ＲＳ一３４３Ａ／ＲＳ一１７０。

由ＦＰＧＡ产生的数字视频信号分别进入到ＡＤＶ７１２５的三个数据通道，经数模转换后输出模拟视频信号并与原来的同步信号、消隐信号叠加后便可以在显示器上显示处理的结果了。

基于DSP+FPGA的PMSM控制系统设计与实现

基于DSP+FPGA的PMSM控制系统设计与实现扈宏杰;侯腾;林大鹏【摘要】为解决电动六自由度并联运动平台大功率永磁同步电动缸的驱动控制问题,设计了一种基于DSP+ FPGA的高集成控制系统;阐述了主控板、电源功率板及驱动电路的设计方法,并对基于空间矢量脉宽调制技术的控制算法实现进行了详细介绍;实验结果表明,在负载波动条件下,系统具有良好的实时性、鲁棒性,抗干扰能力强;基于DSP+FPGA的控制系统兼具通用性与拓展性,为大功率永磁同步伺服电机控制系统的设计提供了一种有效方法,在工程领域具有广阔的应用前景.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2015(023)011【总页数】3页(P3654-3656)【关键词】永磁同步电机;矢量控制;DSP;FPGA;SVPWM【作者】扈宏杰;侯腾;林大鹏【作者单位】北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院,北京100191;北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院,北京100191;北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院,北京100191【正文语种】中文【中图分类】TM351电动六自由度平台能够实现空间六个自由度的运动，广泛应用于飞行模拟器等动态模拟试验中［1］。

为达到较好的模拟效果，伺服控制系统需要具有良好的响应速度与控制精度。

采用永磁同步电机的电动缸体积小、功率密度大，利用高能永磁体替代传统电励磁电机的励磁绕组，电枢绕组利用充分、转矩脉动小，逐步取代传统液压传动，成为平台驱动的新型元件。

永磁同步电机是一个具有强耦合关系的非线性、多变量、高阶次的复杂系统，传统单片机已不能满足其控制要求［2］。

设计了一种由DSP及FPGA组成高性能控制系统，既利用DSP强大的高速运算能力，实现两通道永磁同步电机矢量控制算法的快速计算，缩短控制周期，同时利用FPGA进行数据采样，减轻DSP负担，提高系统的整体控制性能。

利用智能功率模块IPM设计驱动电路，将功率开关和驱动电路集成在一起，同时嵌入过电压、过电流和过热等故障检测电路，有效保证系统安全运行的同时，大大减小系统体积。

基于DSP+FPGA的UART设计与实现

基于DSP+FPGA的UART设计与实现摘要：UART作为RS232协议的控制接口得到广泛的应用，将UART功能集成在DSP和FPGA芯片组成的系统中，可使整个系统更为灵活、紧凑，减小电路体积，提高系统的可靠性和稳定性。

本文提出了一种基于DSP和FPGA 系统的UART 实现方法。

关键词：通用异步收发器；DSP；FPGA1 引言通用异步收发器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通常称作UART）是一种串行异步收发协议，应用十分广泛。

UART可以和各种标准串行接口，如RS232、RS485等进行全双工异步通信，具有传输距离远、成本低、可靠性高等优点。

一般UART 由专用芯片来实现，但专用芯片引脚较多，内含许多辅助功能，在实际使用时往往只需要用到UART 的基本功能，使用专用芯片会造成资源浪费和成本提高[1]。

在DSP和FPGA组成的系统中，利用DSP芯片完成UART数据收发控制，FPGA完成UART数据具体的收发时序，二者利用EMIF接口配合，即可实现UART通信功能。

这样设计可以大大减少电路体积、简化电路，也提高了系统的灵活性，使整个系统更加紧凑、稳定且可靠。

2 UART原理UART是一种串行数据总线，用于全双工异步通信。

工作原理是将数据的二进制位按位进行传输。

基本的UART 只需要两条信号线（收、发）和一条地线就可以完成数据的互通，接收和发送互不干扰。

在UART通信协议中，信号线上的状态位高电平代表“1”，低电平代表“0”。

图1 UART数据传输格式UART 数据传输格式如图1所示，一个字符由起始位、数据位、校验位和停止位组成（其中校验位可选）。

其中各位的含义如下：起始位：一位逻辑“0”信号，表示字符数据传输的开始；数据位：5~8位可选的逻辑“0”或“1”。

数据位的发送顺序为：先发送数据的最低位，最后发送最高位；校验位：包括奇校验或偶校验两种方式，即数据位加上这一位后，使得“1”的位数应为偶数（偶校验）或奇数（奇校验）。

基于FPGA的嵌入式系统的设计与实现

2、输入模块设计
输入模块主要包括乐曲信息的采集和传输。本系统中，乐曲信息采用MIDI格式进行存储和传输。用户可以通过MIDI键盘或者其他MIDI设备将乐曲信息输入到系统中。
3、处理模块设计
处理模块主要由FPGA完成，其主要任务是将输入的乐曲信息转换为硬件可以识别的控制信号。
具体来说，FPGA首先需要将MIDI格式的乐曲信息解析为数字信号，然后通过内部算法进行处理，生成控制音频硬件的信号。本系统中，FPGA主要通过VHDL编程语言来实现上述功能。
基于FPGA的嵌入式系统的设计与实现
目录
01 基于FPGA的嵌入式系统设计与实现
02 参考内容
基于FPGA的嵌入式系统设计与实现
随着科技的不断发展，嵌入式系统在各个领域的应用越来越广泛。FPGA（现场可编程门阵列）作为一种灵活、高效的硬件设计技术，为嵌入式系统设计提供了新的解决方案。本次演示将介绍基于FPGA的嵌入式系统的设计与实现。
经过以上步骤，我们可以得出基于FPGA的嵌入式系统的设计与实现具有以下优点：首先，FPGA的可编程性使得硬件设计更加灵活，可以根据不同需求进行定制和优化；其次，FPGA的高速并行处理能力可以提高整个嵌入式系统的运算效率和性能；再次，使用FPGA可以降低系统功耗和成本，同时减小了系统的体积和重量；最后，FPGA的可重构特性使得系统升级和维护更加简便。
1、硬件设计
系统的硬件部分主要包括DSP、FPGA、RAM、Flash等。其中，DSP用于实现信号处理算法，接收GPS和惯性导航等传感器数据，计算出位置、速度等信息； FPGA用于实现硬件接口、数据传输和控制逻辑，连接各个硬件模块，保证系统的正常运行；RAM用于存储运行时的数据和程序；Flash用于存储固件程序和常量数据。

基于DSP+FPGA的数字伺服控制器的设计

科学咨询/科技管理2019年第33期(总第652期)摘要：本文提出一种采用具有强大的事件管理能力的DSP结合具有高速逻辑运算能力的FPGA的全数字电路控制硬件设计方案。

一方面，该方案可以充分利用FPGA高速并行处理的优点，满足多通道、多类型信号采样，实现转速、电流实时控制，减轻DSP的负担；另一方面，该方案可以利用FPGA大规模高度集成的特点，缩减数字电路部分的体积空间。

另外，考虑到转换精度、系统灵敏度和分辨率等因素，方案还采用了高精度模数转换芯片AD7656。

关键词：伺服控制；DSP；FPGA；AD7656引言在飞行控制系统中，伺服系统是不可或缺的关键组件。

近年来，电动伺服系统以其简单可靠、工艺性好、使用和维护方便、能源单一、成本单一、易于控制等特点被广泛应用于各种飞行控制系统领域。

随着稀土永磁无刷直流电机及驱动技术、大规模数字集成电子技术的发展，数字伺服系统因结构相对简单、体积小、质量轻、抗电磁干扰能力强、调速相对灵活可控，已逐步推广应用于各型导弹武器系统。

本文提出以DSP结合FPGA的数字电路硬件设计方案。

DSP顺序运算速度快，复杂运算能力强，而FPGA逻辑资源丰富，高速并行工作能力强，可重复编程，可灵活、快速地集成多种外围控制和接口电路。

DSP+FPGA的系统架构兼有两种信号处理芯片的优越性，具有很好的控制和运算能力以及灵活性和通用性。

一、伺服系统工作原理电动伺服控制器通过总线通讯接口实时接收弹上系统指令信号，同时位置反馈信号、电流检测电路输出的电流信号经A/D转换，FPGA同步检测BLDCM输出的霍尔信号，将检测霍尔信号进行微分后得到相应的速度反馈信号，对位置反馈信号、速度反馈信号及电流反馈信号进行三环综合控制解算后，输出一定占空比PWM控制信号，经功率驱动器放大后驱动电机旋转，减速器降速增扭后带动舵面偏转，并将解算后的舵面实际位置反馈发送给弹上系统总线。

电动伺服系统工作原理见图1。

基于DSP+FPGA的云台控制电路设计

基于DSP+FPGA的云台控制电路设计原东阳;洪华杰;杜卯春【摘要】根据云台系统对传感器采集量实时性和快速性要求,在传统云台单处理器控制电路的基础上,设计了以DSP芯片TMS320F28335为伺服控制核心及FPGA 芯片EP4CE10E22C8为外设管理核心的一种新型云台伺服控制电路,给出了该控制电路重要部分的芯片选型及电路设计原理,并采用模块化编程完成相应软件设计.实验中通过分析绝对式编码器信号采集等关键模块的时序信息,准确计算数据刷新频率和并行通信周期,证明该设计可以有效提高处理器获取云台位置及姿态信息的时效性,验证了控制电路的科学性和合理性,同时具有高集成度、功能可拓展等优点.【期刊名称】《测控技术》【年(卷),期】2019(038)003【总页数】6页(P126-130,134)【关键词】云台控制;FPGA;DSP;高实时性;电路设计【作者】原东阳;洪华杰;杜卯春【作者单位】国防科技大学智能科学学院,湖南长沙410073;国防科技大学智能科学学院,湖南长沙410073;国防科技大学智能科学学院,湖南长沙410073【正文语种】中文【中图分类】TP23随着计算机技术、自动控制技术和图像处理技术的快速发展，通过云台安装视觉跟踪装置、对近地目标进行捕捉辨识的无人机系统应运而生，且广泛地应用在精确制导、公路巡航、反恐防暴和抗灾救援等场合[1] 。

其中，稳定云台系统作为搭载任务挂载的平台，是无人机的一个重要组成部分[2]。

沈阳航空航天大学的冯志刚，设计基于ARM的硬件平台，运用神经网络云台控制技术，云台的姿态角度误差在±5°以内[3] ；南京理工大学的王娜，在分析无人机云台控制系统功能需求的基础上，提出了一种以STM32F407VGT6为核心的双处理器硬件设计方案，可以提高整体系统控制的实时性[4]；来自北京航空精密机械研究所的聂社云等人，设计了一种基于DSP和FPGA的嵌入式运动控制平台，采用FPGA芯片Nios内核为协处理器实现良好的人机交互控制，并成功应用于一体化转台控制系统[5]。

基于DSP和FPGA的激光加工系统控制器的设计

基于DSP和FPGA的激光加工系统控制器的设计黄复清;林维鹏【摘要】根据激光加工系统的工作特点和要求，以DSP芯片TMS32028335作为主控制芯片，对加工数据进行运算处理，实现插补算法；以FPGA芯片EP2C8Q208C8N为辅助芯片，利用FPGA芯片中的FIFO缓存处理好的加工信息，从而更好地满足激光加工系统的实时性要求，最终实现具备多轴协调运动及对系统状态实时监控，并且可以独立于PC机运行的控制器设计。

%According to the characteristics and requests of laser-processing system,DSP chipTMS320F28335,as main control chip, is used to compute the processing data and realize the interpolation algorithm. By taking FPGA chipEP2C8Q208C8N as assistance,the processing information processed by FIFO buffer in FPGA chip EP2C8Q208C8N is utilized to meet the real-time requirements of laser-processing system. At last,the design of the controller which can execute multi-axis coordinated motion,system's real-time status monitoring and operation independent of PC was realized.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2014(000)011【总页数】3页(P135-137)【关键词】DSP;FPGA;FIFO;运动控制器;激光加工【作者】黄复清;林维鹏【作者单位】中国民航大学工程技术训练中心，天津 300300;中国民航大学航空自动化学院，天津 300300【正文语种】中文【中图分类】TN911.7-34;TP271在激光数控加工系统中，运动控制器的设计占据极其重要的位置，其性能的好坏影响到工件的加工质量。

基于DSP和FPGA的通用控制器设计

ＤｅｉｎｏｅｅａｔｏｏｔｏｌｒｂｓｄｏＰａｄＦｓｇｆａｇｎｒｌｍｏｉｎｃｎｒｌａｅｎＤＳｎＰＧＡｅ
ＬＵＰｎ—ｅｇＷＡＧＪｇＹＮＸａ－ｅＳＩｕ，ＮｉＩｅｇｐｎ，Ｎｎ，Ｉｉｊ，ＵｎＷＡＧＷｅｉＷ输
．双口
外部串口设备外部并口设备
１总体结构设计
控制器采用，公司的３浮点型ＤＰＴ３０２３５Ｉ ’ Ｉ２位ＳＭＳ２Ｆ８３
作为控制器的核心处理芯片，以Ａｅａ司ＣｃｏｅＩ系列ｈｒ公ｙｌｎＩＩ的ＦＧＰＡ作为前端预处理及接口电路【ＰＡ智能化并行管ｌ１Ｇ。Ｆ理控制器的外围接口，现端口的预处理算法，种设计结实这构灵活，用性强。用于模块设计。通适从图１中可以看出．控制器主要由ＤＰ模块、ＰＡ模ＳＦＧ块、／ＤＡ转换模块以及串口通信模块。控制器可以利用ＡＤ、／
关键词：制器；字信号处理器；场可编程逻辑阵列；Ｄ６６控数现Ａ７５；串口中图分类号：Ｉ２３ ’ ７Ｐ文献标识码：Ａ文章编号：１７ — ２６２１）１０７ — ３６４６３（０１２ — １００
刘鹏鹏，王晶，尹小杰，隋峻，葳王
（南技术物理研究所四川成都６０４）西１０１

DSP和FPGA处理器的上电控制电路及方法与流程

DSP和FPGA处理器的上电控制电路及方法与流程1. 什么是DSP和FPGA处理器？在嵌入式系统中，DSP和FPGA处理器被广泛应用。

DSP处理器是数字信号处理器，其专用硬件实现了数字信号处理算法，常用于通信、音频、视频等领域。

FPGA处理器是可编程逻辑单元，具有高度灵活性和可编程性，常用于实现数字逻辑电路、通用计算和图像处理等。

2. DSP和FPGA处理器的上电控制电路的作用在系统上电之前，需要进行系统初始化操作，以确保其正常工作。

DSP和FPGA处理器上电控制电路是对其供电进行精确、高效、可靠的控制和管理。

DSP和FPGA处理器上电控制电路的主要作用如下：1.提供适当的电源管理，以确保处理器供电电压、电流、稳定性等参数在规定范围内，并能满足处理器性能和可靠性等要求。

2.预加载处理器的配置文件，初始化处理器的内部状态和寄存器等，从而确保其正常运转。

3.控制处理器的上电顺序，以确保各个模块相互协调，避免因上电时间不同而导致的系统不稳定、闪退等问题。

4.防止处理器恶意、错误的操作和访问，保证系统的安全性和稳定性。

3. DSP和FPGA处理器的上电控制电路的方法和流程3.1 DSP处理器的上电控制电路方法和流程1.提供合适的供电电源：对于DSP处理器，由于其高性能、高功耗的特点，其供电需要的电流较大，要求提供稳定、高效的电源。

对于普通的DSP处理器，可采用线性稳压电源或开关稳压电源进行供电。

对于高性能、高精度的DSP处理器，可采用开关稳压电源加升压、降压器等辅助电路，以提高稳定性、降低噪声。

2.加载配置文件：DSP处理器有其专用的编程工具，可将处理器所需的配置文件下载到处理器内部的FLASH中，其中包括各种设备驱动程序、引导程序、配置参数等。

在系统上电时，通过预设的上电控制电路，将其内部的FLASH内容加载到内部SRAM中，并通过处理器内部的自我检测程序进行初始化和自检。

3.控制上电顺序：对于DSP处理器，通常需要保证其各个模块的上电顺序，以确保其正常协同工作。

基于DSP和FPGA的多轴运动控制系统设计

ＤＳＰ和ＦＰＧＡ的通用型运动控制系统，大大降低了系统成本。利用ＦＰＧＡ内部生成的双端口ＲＡＭ作为
ＤＳＰ与上位机之间的缓冲区，同时采取串行转并行的策略，简化了系统的布线。在ＤＳＰ上实现了直线与圆弧插补算法以及逆运动学的求解，并进行了仿真。仿真结果表明，系统能够按照预定轨迹运动，
ｐｒｅｓｅｎｔｓａｇｅｎｅｉｃｒｍｏｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈｓａｖｅｓｃｏｓｔ．ＤＰＲＡＭｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄｉｎＦＰＧＡｉｓｕｓｅｄｔｏｔｒａｎｓｍｉｔｄａｔａｂｅｔｗｅｅｎＤＳＰａｎｄｕｐｐｅｒｃｏｍｐｕｔｅｒ．ＦＰＧＡａｌｓｏｃｏｎｖｅｔｒｓｄａｔａｆｒｏｍｓｅｉａｒｌｔｏｐａｒａｌｌｅｌａｎｄｓｉｍｐｌｉｆｙｔｈｅｒｏｕｔｉｎｇｏｆｂｏａｒｄ．Ｔｈｅａｌｇｏｉｒｔｈｍｏｆｃｕｒｖｅｉｎ — ｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎａｎｄｉｎｖｅｒｓｅｋｉｎｅｍａｔｉｃｓｉｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｏｎＤＳＰ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｉｓｓｙｓｔｅｍｗｏｒｋｓｐｒｏｐｅｒｌｙａｎｄｔｈｅｓｐｅｅｄｏｆｅａｃｈａｘ — ｉｓｃｈａｎｇｅｓｓｍｏｏｔｈｌｙ．

基于DSP+FPGA的两轴稳定平台控制系统设计

基于DSP+FPGA的两轴稳定平台控制系统设计李衡;曹文喆【摘要】为了实现两轴稳定平台的控制,设计了一种基于DSP+FPGA架构的伺服控制系统,描述了该系统的组成及工作原理,并给出了具体硬件电路设计和相关的软件设计.开展相关验证工作,结果表明,该系统具有较高的响应速度和稳定精度,两轴的隔离度均小于2%,能够有效的隔离载体扰动.同时,该系统为后续复杂的控制算法提供了验证平台.【期刊名称】《数字技术与应用》【年(卷),期】2016(000)006【总页数】3页(P6-8)【关键词】TMS320C28346;稳定平台;控制系统;陀螺【作者】李衡;曹文喆【作者单位】四川九洲电器集团有限责任公司四川绵阳 621000;四川九洲电器集团有限责任公司四川绵阳 621000【正文语种】中文【中图分类】TP273稳定平台控制系统由伺服控制器、稳定平台以及负载等组成。

在工作时，需要实时地获取负载的角速度和角位置信息，从而形成一个闭环系统，通过不断地调整姿态或位置来隔离载体运动带来的干扰，从而精确保持动态姿态基准［1］。

由于目前控制系统对精度、运算量以及实时性都有比较高的要求，所以通常采用DSP做为控制器的运算核心，使得复杂的算法以及功能能够快速的实现。

本文设计的稳定平台控制系统采用TI公司的TMS320C28346DSP芯片作为运算单元，其工作频率达到300Hz，具有强大浮点运算能力，片内集成了516KRAM，同时，本设计还有采用FPGA作为接口器件，能够方便灵活的扩展A/D转换器、D/A转换器以及各种接口的传感器。

稳定平台主要由框架、角度传感器、电机和速度传感器组成，稳定平台根据需求的不同，可以采用两轴、三轴或两轴四框架等结构形式，本设计中采用的是两轴结构形式，组成框图如图1所示，外框架为方位框架，内框架为俯仰框架。

该稳定平台具有方位和俯仰两套独立的稳定控制回路，两个控制回路结合起来可使安装内框的光学相机在空间中具有稳定视轴的功能。

一种基于DSP-FPGA的辅助逆变器核心控制系统

一种基于DSP-FPGA的辅助逆变器核心控制系统吴瑕杰;方辉;宋文胜;冯晓云【摘要】辅助逆变器为电力机车辅助设备供电,其性能将直接影响电力机车的整体运行情况。

本文所述辅助逆变器核心控制系统采用基于浮点数字信号处理器( digital signal processor, DSP)和现场可编程门阵列( field programmable gate array, FPGA)的系统架构。

以FPGA部分为重点,采用了一种基于矢量旋转的简化三电平空间矢量脉宽调制( space vector pulse width modulation, SVPWM),并通过三角函数运算的简化、高效率除法器等关键性设计避免DSP进行大量三角函数运算,减少硬件资源占用。

实现了基于FPGA的AD采样与数据处理及DSP与FPGA之间基于双端口RAM的异步通信,充分利用了FPGA强大的高速并行处理能力。

最后,搭建基于RT-LAB与辅助逆变器核心控制系统的半实物实验平台,实验结果证明了辅助逆变器核心控制系统FPGA部分设计方案的可行性与正确性。

%Auxiliary inverter is used to power supply electric locomotive auxiliary devices and its operation performance affects the operation of electric locomotive directly. A new system structure based on DSP and FPGA was adopted to the auxiliary inverter core control system. A simplified three-level space vector pulse width modulation( SVPWM) algorithm which can relieve digital signal processor ( DSP/MCU) from heavy computation task through the simplified design of multiplier and divider units was adopted to the auxiliary inverter core control system. In order to make full use of high-speed parallel processing ability of FPGA, implementation scheme of AD capture and data processing, asynchronous communication between DSP and FPGA based on dual-port RAM wereproposed in this paper. Finally, accuracy and feasibility of FPGA part in the auxiliary inverter core control system were verified by hardware-in-loop experimental platform based on RT-LAB and the auxiliary inverter core control system.【期刊名称】《电机与控制学报》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】9页(P58-66)【关键词】辅助逆变器;空间矢量脉宽调制;三电平;DSP;FPGA【作者】吴瑕杰;方辉;宋文胜;冯晓云【作者单位】西南交通大学电气工程学院，四川成都610031;西南交通大学电气工程学院，四川成都610031;西南交通大学电气工程学院，四川成都610031;西南交通大学电气工程学院，四川成都610031; 西南交通大学牵引动力国家重点实验室，四川成都610031【正文语种】中文【中图分类】TM921.45电力机车辅助逆变器为车上的辅助设备如空气压缩机、冷却风机、空调、照明等供电，因此对辅助逆变器的控制效果将直接影响电力机车的运行情况。

基于DSP和FPGA的嵌入式同步控制器实现

基于DSP和FPGA的嵌入式同步控制器实现摆银龙;赵方;郑小梅【摘要】针对印染设备多单元同步控制中动态性和稳定性的问题,提出一种基于DSP和FPGA的嵌入式同步控制器设计方案.DSP作为运算控制的核心,负责控制算法的实现;FPGA作为数据采集模块的核心,负责数据采集的实现.该系统具有结构灵活,通用性强的特点,且大大减少了系统的外围接口器件,降低了成本.采用Bang-Bang控制和数字PID控制相结合的双模控制算法,满足了系统响应快速性和稳定性的要求,提高了可靠性,具有很高的实用价值.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2009(032)006【总页数】3页(P28-30)【关键词】嵌入式;同步控制;DSP;FPGA【作者】摆银龙;赵方;郑小梅【作者单位】郑州职业技术学院,河南,郑州,450121;郑州职业技术学院,河南,郑州,450121;郑州职业技术学院,河南,郑州,450121【正文语种】中文【中图分类】TP274.5在印染机械设备生产加工过程中，各个传动单元分别由独立的电机驱动。

为了保证整机各单元同步协调工作，提高产品质量，需要设计相应的同步控制器。

多单元同步传动是印染机械设备同步控制的关键[1]，但由于交流电机严重的非线性，系统的动态特性和相应的参数受外界扰动因素的影响，增加了实际同步控制的难度，降低了实际的控制精度。

传统的控制方案设计如带转换式松紧架的同步系统[2]可靠性差，控制精度不高，难以获得满意的控制效果，又由于系统要求快速同步动态跟随，不允许有大的超调。

因此提出一种基于DSP和FPGA的嵌入式控制器，以提高系统的动态跟随速度和同步性能。

该控制装置可直接嵌入电控装置内，实时、高性能地完成控制功能。

1 系统的总体控制策略大多数印染设备根据工艺要求都采用联合机方式组成多单元同步拖动系统，主电机的速度作为各从动电机的给定速度，各从动单元分别由各自的异步电机拖动[3]，系统要求各单元电机保持同步运转，即各从动电机线速度始终保持与主电机速度一致，或保持一定的比例关系。

一种DSP和FPGA并行通信方法(精)

信息技术电子测量技术ELECTRONICMEASUREMENTTECHNOLOGY第31卷第10期200810DSP和FPGA并行通信方法研究姜楠马迎建冯翔(北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100083)摘要:本文介绍了一种DSP与FPGA之间的并口通信方法,它实际应用于陀螺数字检测电路。

此方法使用TMS320F2812芯片的外部数据总线接口(XINTF)与FPGA相连接,利用它的中断和读写选通信号(XRD与XWE)作为判断位与使能位完成通信。

文中给出了它们的硬件连接方式和通信部分的软件程序,并用modelsim对FPGA通信程序进行了仿真。

通过仿真结果以及在实际电路中的实验调试,表明此方法可以实现DSP与FPGA之间的并行通信,能有效提高通信速度。

关键词:DSP;FPGA;外部接口;并行通信;modelsim中图分类号:TP2文献标识码:AResearchonandFPGAMaYingjian FengXiang(ofScience&Opto2ElectronicEngineering,BeihangUniversity,Beijing100083) Abstract:MethodofcommunicationbetweenDSPandFPGAwasintroduced,whichusedinthe gyroscopedigitaldetectioncircuit.Theexternalinterface(XINTF)databusoftheTMS320F28 12chipisconnectedwithFPGAinthemethod.TheinterruptsignalsoftheDSPareusedasjudgm entsignals,andtheread2writeselect(XRDandXWE)signalsareusedasenablesignalstocompl etecommunication.ThehardwareinterfacecircuitbetweenDSPandFPGAandthesoftwarepr ogramofcommunicationpartareintroduced.ThentheFPGAcommunicationprogramissimul atedbymodelsim.Throughtheresultofthesimulationandtheexperimentdebuggingintherealc ircuit,itisindicatedthatthemethodcanachievecommunicationbetweenDSPandFPGA,andth espeedofcommunicationisimprovedavailably.Keywords:DSP;FPGA;ExternalInterface;p arallelcommunication;modelsim0引言在航空领域中,陀螺在导航中起着重要作用。

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交流同步拖动系统为例进行了研究。

印染设备控制系统组成框图如图
FPGA采用Altera公司的FLEX系列芯片EPF10K10LC84，具有高密度，低成本，低功率等特点，可支持多电压I／O接口，是在 PAL，GAL，EPLD等可编程逻辑器件的基础上发展起来的，非常适于时序、组合等逻辑电路的应用场合。

FPGA作为一个外部协处理器使用，通过总线与 DSP处理器连接，主要实现的功能是脉冲计数、键盘扫描等。

FPGA最大的特点是它的内部逻辑在线的可重构性。

当应用需求发生变化时，对FPGA重新进行编程，即可改变其逻辑行为，大大提高了系统的开放性和可重构性。

FPGA的高速性和灵活性也保证了系统的实时性，并且简化了系统的外围电路，降低了成本。

显示模块采用G35LCD屏，通过总线与DSP的连接，通过配置相关寄存器，编写调用相关应用程序接口函数即可显示待测参数、运行状态及其他辅助信息。

通信模块由RS 485接口电路组成，可以用它将控制器和变频器连接在一起。

通过通信实现由控制器设定和修改变频器的参数，以监视其工作状态。

为了便于实现现场调试、数据输入和命令传送等控制功能，该系统设计了一个4×4的矩阵键盘。

采用FPGA来完成键盘接口电路，可节省I／O资源，减轻处理器负担，提高系统的整体性能。

数据采集模块用2个旋转编码器把电机转速转换为数字脉冲，由FPGA记录脉冲值，DSP通过中断读取数值。

经运算处理后，经通信模块输出控制量 U(k)到各从动机的变频器，通过变频器调节从动机的转速，使其不断跟随主动机转速的变化而实现同步。

以上设计提高了系统的灵活性和通用性，降低了开发成本，可作为一个独立模块与嵌入式系统连接。