基于fpga的脈沖發(fā)生器的設(shè)計(jì)

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1、2003年4月武警工程學(xué)院學(xué)報(bào)Apr.2003第19卷第2期JOURNALOFENGGCOLLEGEOFARMEDPOLICEFORCEVol.19No.2【基礎(chǔ)·應(yīng)用】①基于FPGA的脈沖發(fā)生器的設(shè)計(jì)張　濤(北方交通大學(xué)電子信息工程學(xué)院,北京100044)【摘　要】　以脈沖發(fā)生器為研究對(duì)象,介紹了脈沖發(fā)生器的基本原理、硬件構(gòu)成和實(shí)現(xiàn)方法,闡述了一種基于DSP-FPGA數(shù)字系統(tǒng)的PWM控制脈沖生成方法,并給出了仿真及實(shí)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果?！娟P(guān)鍵詞】　脈寬調(diào)制;脈沖發(fā)生器;可編程門陣列1FPGA簡(jiǎn)介FPGA(FieldProgrammableGateArray,可編程門陣列)是美國(guó)Xinlinx公

2、司推出的一種采用單元型結(jié)構(gòu)的新型PLD器件。它采用CMOS、SRAM工藝制作,在結(jié)構(gòu)上與陣列型PLD不同,它的內(nèi)部由許多獨(dú)立的可編程邏輯單元構(gòu)成,各邏輯單元之間可以靈活地相互連接,具有密度高、速度快、編程靈活和可重新配置等諸多優(yōu)點(diǎn)。FPGA已成為當(dāng)前主流的PLD器件之一。1.1PLD的主要特點(diǎn)(1)縮短研制周期。(2)降低設(shè)計(jì)成本。用PLD來設(shè)計(jì)和改造電子產(chǎn)品可以大幅度地減少印制板的面積和接插件,降低裝配和調(diào)試費(fèi)用。(3)提高設(shè)計(jì)靈活性和可靠性。大量分立式元器件在向印制板上裝配時(shí),往往會(huì)發(fā)生由于虛焊或接觸率近似于線性增加,且線性斜率較小;肝臟中大小不同的散射源對(duì)不同頻率的聲波存在有不同的

3、散射效應(yīng)。由于肝臟組織結(jié)構(gòu)的非均勻性、復(fù)雜性及其各部分散射相關(guān)長(zhǎng)度分布的不一致性,其散射譜隨深度增加而衰減變化,并非完全呈線性關(guān)系,而呈現(xiàn)較復(fù)雜的關(guān)系變化。⑵肝葉邊緣部分及表層區(qū)域,其結(jié)構(gòu)散射近似呈瑞利散射特征;肝葉表層以下與肝葉中心之間的中間區(qū)域,其結(jié)構(gòu)散射呈隨機(jī)散射特征;肝葉中心區(qū)域,其結(jié)構(gòu)散射呈擴(kuò)散漫射特征,也有較強(qiáng)的反射。⑶利用區(qū)域結(jié)構(gòu)散射特征譜,不僅可對(duì)各特征區(qū)域組織微結(jié)構(gòu)作出粗略估計(jì),而且可通過區(qū)域散射譜特征的變化,對(duì)生物軟組織的生理病理變化的判斷提供依據(jù)。綜上所述,利用超聲散射譜分析,可為B超的形態(tài)學(xué)圖像信息診斷提供一個(gè)組織特征的信息,在臨床上是有應(yīng)用前景的。參考文獻(xiàn)[1]

4、LuigiLandinietal.IEEETransonUFFC.1990,37(5):448-456[2]陳啟敏等.聲學(xué)學(xué)報(bào).1995,Vol.21,No.4:692-699[3]E.J.Feleppa,etal.IEEEAnnualInternationalConference,EMB,1990;12(1):337(責(zé)任編輯:?！∑?①收稿日期:2002-12-06作者簡(jiǎn)介:張濤(1968.07-),1994年畢業(yè)于西安交通大學(xué)工業(yè)電器自動(dòng)化專業(yè),現(xiàn)在北方交通大學(xué)電子信息工程學(xué)院電子與信息工程專業(yè)攻讀碩士學(xué)位。7?1995-2009TsinghuaTongfangOpticalDis

5、cCo.,Ltd.Allrightsreserved.武警工程學(xué)院學(xué)報(bào)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2003年第2期不良而造成的故障,并且這種故障常常難以發(fā)現(xiàn),給調(diào)試和維修帶來極大的困難。因此,采用PLD之后,系統(tǒng)的可靠性會(huì)大大提高。(4)提高產(chǎn)品的保密程度和競(jìng)爭(zhēng)能力。(5)降低電子產(chǎn)品的功耗。由于PLD內(nèi)部電路尺寸很小、互連線短、分布電容小,驅(qū)動(dòng)電路所需的功耗就大大降低;另外,由于芯片內(nèi)部受外界的干擾很小,所以可以采用較小的工作電壓以降低功耗。1.2EPM7128芯片簡(jiǎn)介EPM7128S是Altera公司MAX7000S系列較

6、早支持在系統(tǒng)編程(InSystemProgrammable,ISP)的產(chǎn)品,MAX7000S器件的特點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn):◇采用第二代多陣列矩陣(MAX)結(jié)構(gòu);◇器件的規(guī)模在600到5000個(gè)可用門之間;◇引腳到引腳之間的延時(shí)為6ns,工作頻率可達(dá)15115MHz;◇工作電壓為5V,支持在系統(tǒng)編程(ISP);◇可編程功率節(jié)省模式下工作,每個(gè)宏單元的功耗可降到原來的50%或更低;◇高性能的可編程連線陣列(PIA)提供一個(gè)高速的、延時(shí)可預(yù)測(cè)的互連線資源;◇每個(gè)宏單元中的可編程擴(kuò)展乘積項(xiàng)(P-Terms)可達(dá)32個(gè);◇具有可編程加密位,可對(duì)芯片內(nèi)的設(shè)計(jì)加密。EPM7128S屬于高密度、高性能的CM

7、OSEPLD器件,宏單元數(shù)為128,封裝形式為PLCC,I/O引腳數(shù)為68、84、100。2　由EPM7128S構(gòu)成PWM觸發(fā)器的設(shè)計(jì)2.1　基于FPGA的脈沖發(fā)生器連接簡(jiǎn)圖(如圖1)圖1　基于FPGA的數(shù)字控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)由DSP和FPGA構(gòu)成,DSP完成采樣及控制計(jì)算,FPGA負(fù)責(zé)完成PWM波形的產(chǎn)生。DSP在完成控制計(jì)算后,定時(shí)刷新各相上IGBT的觸發(fā)脈沖寬度,并送到FPGA;FPGA存儲(chǔ)DSP最新的脈沖寬度,發(fā)出PWM波形,