针对应变信号采集系统中的信号处理环节，设计并实现一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的FIR数字滤波器。首先，基于Matlab采用克莱德曼窗函数设计一个长度为16的15阶数字滤波器，并生成高斯白噪声与频率为2 kHz、8 kHz正弦波的合成信号，然后量化12位系数，将系数文件导入QuartusⅡ13.1软件，结合FPGA内部数字滤波器IP核，采用自上而下的方式设计出FIR数字滤波器，最终在Simulink环境下对其进行仿真。实验结果表明，滤波前后合成信号的均方误差下降28.5%，提高了低频信号质量，增强了应变信号采集系统的功能性和集成度。

航电环境的复杂性使得传统数据总线不能满足实时消息的传输要求, 借助光纤通道协议的优良性能, 基于FPGA平台设计实现了光纤通道协议芯片, 并针对其主要模块进行详细的逻辑设计, 在Windows7+ Modelsim10.1c环境下的仿真以及开发板的测试结果表明, 该芯片可以满足实时消息的传输要求, 实现协议功能, 满足航电系统应用需求。

提出了一种高速红外视频采集系统,重点介绍了系统关键模块——PCI-E采集卡的设计与实现。采集卡主要基于Kintex7系列现场可编程逻辑门阵列(Field-Programmable Gate Array, FPGA)的硬件结构,利用Aurora核与Xilinx 7系列PCI-E核成功地将高速光纤传输以及PCI-E技术应用于此系统。实验结果表明,这种高速红外视频采集系统可以稳定、可靠地长时间工作,非常适用于高帧频大面阵红外视频的实时采集、显示与存储。

为了实现机械相控阵列天线的波束扫描，采用微型直流电机驱动螺旋天线单元转动来达到预定的辐射相位，研究了一种基于单片FPGA的多轴直流电机控制系统。采用IP设计思想，直流电机的位置控制用纯硬件逻辑电路的形式(直流电机控制IP核)实现，总线通信及轨迹计算由同一芯片上的微处理器(Nios II软核)软件实现，从而容易构建多轴直流电机控制的片上系统。利用Verilog硬件描述语言，设计了一种高性能直流电机控制IP核，并进行了仿真验证。为了验证该IP核的复用性，构建了一个56轴直流电机控制的片上系统。实验结果表明，此系统可对各个直流电机实现快速精确控制，每轴的运动相互独立，并且控制参数在线可编程，控制一致性满足系统设计要求。基于这种方式构建的系统，扩展方便、可移植性高、具有较好的适用性，已在某相控阵列天线中得到了应用。

FC总线协议凭借其高速率、高可靠性以及低延迟, 成为下一代航电网络的理想协议。但基于事件触发的消息传输形式, 使得网络在时间确定性方面依然存在不足。为提高消息传输的确定性, 设计实现了一种基于时间触发的FC终端接口, 同时对其关键模块FC IP核、PCIE接口、存储芯片控制器以及发送缓存管理模块进行了详细的设计。最后在借助开发工具ISE和Modelsim, 对设计的接口进行了测试。结果表明, 该接口误码率小于10-12, 眼图抖动控制在87. 5 ps, 满足设计要求。

针对SpaceWire数据通信的特点，提出一种实现SpaceWire接口卡的方法。通过对SpaceWire总线技术和PCIe总线技术的研究，提出以RMAP_IP核为基础，利用 PCIe实现SpaceWire节点设备与星载主机的通信。重点介绍了SpaceWire接口卡硬件设计的方案，同时自主研制了驱动程序与应用程序对该方法进行了验证。实验表明：该接口卡具有设计简单、尺寸小、应用范围广，以及低功耗等特点，可以实现SpaceWire设备和上位机进行通信的功能，并可用来对SpaceWire网络通信状况进行实时监测。

为解决多输入格式视频在同一LCD上显示的问题，设计了一种基于IP核的支持多种视频输入接口的LCD控制器。采用IP核产品搭建系统的框架，系统核心控制CPU采用了Xilinx的MicroBlaze软核，以控制各IP核的初始化以及工作方式，系统对外通信通过串口实现; 通过Xilinx的集成逻辑分析仪IP核ILA在线采集输入、中间以及输出数据，验证系统的可行性及数据处理的正确性。最终的实验结果表明，本文设计的基于IP核的多接口LCD控制器能够驱动LCD原屏，并且能够支持多种接口的视频输入，显示画面稳定，满足作为PC输出设备及其他接口视频监视设备的要求。

为了实现阵列天线波束高效控制和系统小型化,实现多轴微型直流伺服系统达到高速、并行控制,根据Nios Ⅱ处理器的Avalon总线规范,利用Verilog硬件描述语言,设计了一种基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的微型直流电机控制器IP核。该控制器采用了有限状态机的方法,分多模块实现硬件控制功能。针对微型直流电机特性,采用了比例-积分-微分(PID)算法、分段控制及启停监测等控制策略。最后利用软件Quartus Ⅱ及DE0开发板进行了仿真和实验验证,实验表明,该控制器具有响应速度快、定位精度高、可靠性高、体积小等特点,可以可靠地对各路微型直流电机进行独立控制,且控制性能良好,能够实现天线单元快速、准确的相位控制。

随着作战飞机挂点数和携带悬挂物**种类不断增加, 针对目前机载航电系统和**系统中MIL-STD-1553B总线传输速率不高、远程终端数量有限等问题, 介绍了一种新型增强位率(EBR)1553总线。本文首先从总线的拓扑结构、硬件结构、传输特性以及总线传输模式等方面进行了阐述和分析, 然后介绍了目前EBR-1553总线的应用领域, 最后提出了基于FPGA IP核的EBR-1553总线硬件实现方式。

车牌定位是车牌识别系统需要解决的首要问题。基于FPGA的硬件特点, 提出了一种简单、有效的车牌定位算法。在车牌区域图像的预处理阶段, 提出了一种新的基于色彩分量的灰度化方法, 该方法不仅可以消除小型民用车车牌图片的背景和车身信息, 还可以较好的保留车牌区域信息, 从而降低定位难度, 简化定位步骤, 提高小型民用车车牌定位的效率。并设计了一种实时车牌定位模块的软核IP, 该IP Core通过了代码覆盖率和功能覆盖率的测试。实际工程项目测试表明, 该IP Core定位准确、反应速度快。