辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(2): 020601
1 西安理工大学机械与精密仪器工程学院, 陕西 西安 710048
2 陕西省现代装备绿色制造协同创新中心, 陕西 西安 710048
针对飞机起降安全的斜程能见度探测问题,研制了一台4通道的米-拉曼散射扫描型激光雷达,可实现双波长无假定的大气消光系数廓线反演,进而可精细探测大气斜程能见度。基于大气能见度理论,假设观测路径附近无光源且忽略气溶胶粒子谱分布影响,分析了采用大气平均消光系数反演斜程能见度的有效性。该激光雷达采用Nd∶YAG激光器的基频(1064 nm)和三倍频(355 nm)激光脉冲作为光源,采用以二向色镜和窄带干涉滤光片为核心的拉曼光谱分光系统,利用有限状态机理论和多线程并发技术实现多模块协同控制软件。结合侧向散射型能见度仪,开展初步观测实验与分析。结果表明,当天气为多云转阴,地面水平能见度为9 km,俯仰角为26°时,所研制系统累积观测4 min的有效探测距离优于11 km,近地面分析结果取得了很好的一致性。
传感器 激光雷达 斜程能见度 大气消光系数 拉曼光谱分光 有限状态机 光学学报
2022, 42(12): 1228001
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
2 中国科学院大学，北京 100049
针对SDRAM控制器的自动刷新指令控制方法，提出了一种周期分散刷新算法。首先，使用Verilog HDL编写SDRAM控制器。在读写过程，根据SDRAM时钟频率和存储阵列行数，确定连续读/写的次数m/n。连续m/n次读/写操作后，控制器发出一次自动刷新指令。在非读写过程，根据状态机长期处于空闲状态的特点，控制器定时发出自动刷新请求，从而周期地发出自动刷新指令。然后，基于光电测量系统对算法进行验证。实验结果表明控制器周期、及时、准确地发出了自动刷新指令，读写指令执行效率提高了0.39%。该算法解决了自动刷新指令滞后的问题，提高了读写指令执行效率，具有良好的移植性。
周期分散刷新 SDRAM控制器 现场可编程门阵列 状态机 指令滞后 指令执行效率 periodic and distributed refresh SDRAM controller FPGA finite state machine instruction lagged behind instruction execution efficiency
西南交通大学 物理科学与技术学院, 成都 610031
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。
微型直流电机 控制器IP核 状态机 Avalon总线 DC micromotor IP core finite-state machine Avalon bus 强激光与粒子束
2016, 28(3): 033011
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
：无人机在光电侦察领域的应用越来越广泛，设计可靠的飞行控制器是完成侦察任务的必要手段。提出了一种基于模型匹配和遗传算法寻优的以非线性模型为被控对象的飞行控制器设计方法。通过该方法可以实现无人机飞行控制器与飞行仿真模型的一体化快速设计与仿真，与经典的飞行控制器设计方法相比，该方法能够比较快速、便捷地获得所需控制器。建立了包含气动、发动机和环境模型的某型无人机六自由度非线性全量数学模型，然后基于此模型，应用上述方法设计了无人机的飞行控制器，基于有限状态机理论建立了飞行管理模型，设计无人机飞行剖面并实现控制器切换，最后进行了六自由度非线性仿真，验证了所设计控制器的有效性。
模型匹配 遗传算法 飞行控制 飞行仿真 有限状态机 model matching genetic algorithm flight control flight simulation finite state machine
南京国电南自城乡电网自动化工程有限公司, 江苏 南京 210032
为消除芯片供货受限对装置生产造成的影响,基于FPGA开发了兼容原软件驱动的LCD控制器,搭配主流的SDRAM显存芯片,对装置的相关硬件电路进行升级.所述LCD控制器采用模块化设计,系统分为主机端接口、显存控制器、仲裁器、寄存器、异步FIFO等多个功能子模块,子模块使用有限状态机方法建模,以Verilog语言编程实现,通过参数化配置,能够在保持原软件系统不变的情况下,灵活支持不同分辨率的显示模式,有效满足应用的多样化需求.开发的LCD控制器在样本电路上进行了实测,运行稳定,图像清晰,视觉效果良好.实践证明,LCD控制器的设计具有良好的可配置性、可复用性和可移植性,可以作为类似问题的有效解决方案.
液晶显示控制器 模块化设计 有限状态机 FPGA FPGA LCD controller modularized design finite state machine
太原理工大学 新型传感器与智能控制教育部重点实验室, 山西 太原 030024
为校准流水线模拟数字转换器(ADC)中电容失配和由运算放大器的有限开环增益引起的级间增益误差, 提出了一种新的基于权重的后台校准技术。该技术将流水线ADC中存在的上述误差统一归结为各级权重的偏差, 建立了一个基于权重的ADC误差模型, 并利用后级的数字输出来校准前级的误差。该技术在ADC末尾增加了额外的两个子级, 这两个子级仅在校准过程中使用, 从而使得ADC正常的模数转换过程不被中断, 校准进程在后台执行。由于在校准期间和正常工作期间所有可能出现的信号路径的前7级均被校准, 故进一步减小了误差, 提高了精度。应用该技术实现了一个14 bit, 80 MS/s的流水线ADC, 该芯片采用Chartered 0.18 μm, 1p6m CMOS工艺设计, 总功耗为260 mW, 芯片面积为7.161 mm2。实验结果显示: 本文提出的校准技术可以提高ADC的精度, 改善ADC的动态和静态性能。
流水线模拟数字转换器 级间增益误差 数字校准 后台校准 状态机 pipelined Analog-to-Digital Converter(ADC) interstage gain error digital calibration background calibration finite state machine(FSM) 光学 精密工程
2014, 22(11): 3114
华中光电技术研究所—武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430223
时统系统是各种光电设备、导航系统上必备的高精度电子设备。针对天文导航和惯性导航设备对时统信息的需求,设计了一种多路串行时码输出的时统系统,阐述了设计方案及软硬件实现流程。基于FPGA实现了多路串口通信,可方便扩展更多路串口,通过DSP控制串口工作方式及GPS信息处理,可适用多数GPS接收机,处理系统输出格式。实验证明该设计功能齐全、可靠性高、易于调试,适用于为导航设备提供时间信号和频率信号以实现整个设备的时间和频率统一。
导航 串行时码 秒脉冲 时统 有限状态机 navigation serial time code second pulse unified time finite state machine
西安理工大学 机械与精密仪器工程学院，西安 710048
为了对激光雷达的回波信号进行采集，设计了一款基于FPGA的高速数据采集、预处理系统.该系统以FPGA内嵌DRAM作为存储器，以同步有限状态机作为控制方式，可在1 kHz的外触发信号激励下，以20 MHz的采集频率采集数据，并可在不丢失脉冲的情况下，对采集到的4 096个数据点进行5 000次以上的对应点累加平均(滤除背景噪音).设计完成的数据采集系统已应用于一台米散射激光雷达系统中，达到了30 km探测距离、7.5 m时空分辨率的设计要求.
激光雷达 回波信号 高速数据采集 同步状态机 双端口RAM Laser rader Echo signal High-speed data acquisition Synchronous finite state-machine Dual-port RAM
山东农业大学 信息科学与工程学院,山东 泰安 271018
通过分析有限状态机状态转移的特性,提出了利用有限状态机设计液晶显示人机界面的方法。以液晶显示菜单的转换为例,详细论述了使用C语言设计人机界面的过程。使用SPLC501C液晶显示模块实现了菜单的转换功能,且给出了显示菜单转换的液晶显示模块驱动程序。实际应用表明,这种方法易于扩展菜单数量,避免了非法状态的出现,菜单转换迅速、稳定可靠。
有限状态机 微控制器 人机界面 液晶显示 菜单设计 finite state machine microcontroller human-machine interface liquid crystal display menu design
