基于fpga技术的振动控制器研究与设计

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1、上海交通大学硕士学位论文基于FPGA技术的振动控制器研究与设计姓名：庄建权申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：陈黎平20070101上海交通大学硕士学位论文基于FPGA技术的振动控制器研究与设计摘要传统的振动控制器采用DSP进行数字信号处理，由于其串行数据处理方式限制了控制器的数据处理速度。FPGA能以并行方式工作，故基于FPGA技术的振动控制器能够以并行的方式实现信号处理的功能，将极大的提高系统的工作效率。片上可编程系统技术的诞生，为FPGA技术在各种嵌入式系统中的应用提供了具

2、体实施方案，今天的专用FPGA，如Xilinx公司的Virtex4或ALTERA公司的StratixII等蕴藏着巨大的潜力，其架构非常适合以高度并行的方式实现DSP功能，从而可以获得极高的性能。以Nios和MicroBlaze为代表的RISC处理器IP核以及用户以HDL语言开发的逻辑部件可以最终综合到一片FPGA芯片中，实现真正的可编程片上系统。此外，可编程能力使得用户在实现所需要的功能时，可通过选择适当的并行度在器件面积和性能之间做出折衷。本文提出了一种基于FPGA技术的振动控制器设计的方案，

3、利用NiosII嵌入式软核处理器作为整个系统的控制核心，根据需要定制了具体的外围接口模块。在文中，我们首先对整个系统平台进行了构架，给出了振动控制器的功能模块划分和具体的硬件逻辑设计。在此基础上，III上海交通大学硕士学位论文我们设计了振动控制器的调试环境以及高频数据存储电路扩展接口。对于采样得到的振动信号，我们采用FIR数字滤波器进行处理。文中对FIR数字滤波器的结构、性能和实现方法进行了详细的研究，基于此使用了ALTERA公司开发的FIR数字滤波器的IP核实现了本系统中的低通滤波器。关键词：

4、振动控制器，FIR数字滤波器，片上可编程系统，FPGAIV上海交通大学硕士学位论文DesignandImplementofVibrationControllerBasedonFPGATechnologyABSTRACTTraditionalvibrationcontrolleruseDSPtododigitalsignalprocess.DSPusesserialdataprocessmode,whichlimitsdataprocessspeedofcontroller.FPGAcanwork

5、withparallelmode,sothevibrationcontrollerbasedonFPGAtechnologycanimplementsignalprocessfunctionwithparallelmode,whichwilldeeplyimprovetheworkefficiency.TheinventionofsystemonprogrammablechipofferstheconcreteimplementschemeforapplicationofFPGAtechnolo

6、gyinvariouskindsofembeddedsystems.Today,specialFPGA,containshugenesspotential,whichframeworkisverysuitableforachievingDSP’sfunctionindeepdegreeparallelmodetogethighperformance,suchasVirtex4ofXilinxCorporation,StratixIIofALTERACorporation,andsoon.RISC

7、processor’sIPcore(typicallylikeNiosandMicroBlaze)andlogicdevicedevelopedbycustomerusingHDLlanguagecansynthesizeintooneFPGAchipintheend,andactualizethesystemonprogrammablechipindeed.Besides,programmablefunctionmakeuserhavethecompromisebetweendeviceare

8、aandV上海交通大学硕士学位论文performancethroughproperchoosingofparalleldegree.ThisthesisproposesasolutionforvibrationcontrollerbasedonFPGAtechnology.ItusesNiosIIembeddedsoft-coreprocessorascontrol-coreofwholesystem,andcustomizestheconcreteoutsideinterfacemodulea