国家科技重大专项(2008ZX05008-005-004)
- 作品数：9 被引量：22H指数：2
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- 基于千兆以太网物理层的高速传输设计被引量：1
- 2010年
- 大型传感器网络中,由于传感器节点众多,系统传输数据量大,需要一种稳定的高速数据传输。千兆以太网1000BASE-T采用非屏蔽双绞线作为传输介质,能在普通的5类线上实现100m以上的远距离高速传输。本文介绍利用千兆以太网物理层芯片(PHY)作为数据收发器的高速传输节点,通过FPGA(Field-Programmable Gate Array)产生MAC协议帧,再通过PHY实现高速数据传输。这种方法把FPGA的高速数据处理能力和PHY的驱动能力结合起来,可解决各种物理实验和仪器中的高速远距离数据交换问题,比常规的用CPU+MAC控制器+PHY的方式所实现的数据传输速率高得多,实验测试验证了设计的正确性和可靠性。
- 孔阳武杰马毅超韩昭
- 关键词：传感器网络千兆以太网现场可编程门阵列数据传输
- 基于以太网物理层传输芯片的级联型传感器网络的非对称数据传输通道实现被引量：2
- 2011年
- 根据级联型传感器网络中上行和下行两个方向上的数据流具有极端不对称的特性,提出了以太网物理层传输芯片(PHY)的新用法,将它看作两个独立的发送器和接收器,实现对下级节点的数据接收和对上级节点的数据发送,完成高数据率方向的数据收发;而低功耗、低成本的RS485芯片被用作实现低数据率方向的数据收发。系统的数据链路层控制器用FP-GA实现。最终系统测试的结果表明,两个通道工作正常,这种设计满足了低功耗、低成本和高数据传输率的平衡考虑。
- 谢明璞武杰孔阳郁专马毅超
- 关键词：计算机应用RS485现场可编程门阵列
- 基于FPGA的高速以太网流量发生器被引量：1
- 2012年
- 采用高速以太网作为通信介质的高速传感器网络的开发过程中需要对节点的诸如自定义协议的正确性、吞吐能力、丢包率等指标进行测试.。用软件产生以太网流量存在精确性不足等问题,因此需要一款硬件平台产生可自由配置任意格式、长度、帧间隔、填充模式的高速以太网帧流量,以满足系统测试的需要。基于FPGA可以实现这样一个帧发生器,它与传统的逐层封包不同,创造性地采用了与数据并行置入的填充类型选择域作为配置数据,满足了灵活填充的要求。这样的结构具有高速性、灵活性和可扩展性,可全线速产生千兆或百兆以太网帧流量。
- 任志恒武杰孔阳韩昭
- 关键词：千兆以太网流量发生器现场可编程门阵列
- 数字传感网络的高速数据传输协议设计被引量：11
- 2010年
- 针对大型有线数字传感网络的数据传输要求和特性,提出一种适合网络节点大跨距条件的低功耗高速数据传输协议,阐述了在物理层采用以太网PHY芯片,实现数据实时高速可靠传输的设计新思路,介绍了协议跨层精简设计的技术,对该协议的实时性能进行了分析,并讨论了选择恰当的数据帧长来提高数据输送效率的方法.实验表明:节点间220 m大跨距时,该协议下通过双绞线,全网数据速率可达40 Mbps,能满足大型有线数字传感网络的高速实时应用需求。
- 王兵武杰孔阳王砚方
- 关键词：传感网络数据传输协议物理层链路层
- 基于FPGA和MCU的低成本地震信号数字滤波器设计被引量：2
- 2012年
- 针对地震数据采集系统提出一种低成本、高灵活性的数字滤波设计方案。不仅对于地震数据采集系统有很大的实用意义,对于其它传感器网络也是可供参考的解决方案。设计的目的是在保持优秀的低通性能的同时实现高度抽取。该滤波器系统由四级CIC滤波和两级FIR滤波构成,分别在FP-GA和MCU内部实现。滤波器有着良好的低通性能,在430 Hz～500 Hz范围内幅度响应下降了137 dB。采用实际信号测试,信噪比好于110 dB,能够很好地满足地震数据采集的需求。
- 孔阳武杰万娟宋洪治韩晓泉
- 关键词：级联积分梳状滤波器现场可编程逻辑器件
- 利用VCXO进行频率跟随实现高精度时钟同步的方法研究
- 2011年
- 讲述了时钟同步协议的原理,分析了影响同步精度的因素。首先借鉴广泛使用的IEEE1588同步协议结并合分布式数据采集系统的结构特点,利用微控制器的内置计数器实现了对数据通信协议包的收发时刻的准确计时,实现了高精度的硬件时间打戳,使时钟的同步精度达到了1μs。在此基础上又进一步将跟随的从设备的时钟源由传统的固定频率的晶体改成可以进行精细时钟频率调节的压控振荡器(VCXO),保持了分布式时钟在频率上的一致性,减小了时钟的漂移,从而实现了更高精度的时钟同步。实验表明在24MHz时钟频率情况下,通过此方法可使系统的同步精度达到10ns量级,远高于常用软件时钟同步方法能达到的微秒量级精度。
- 马毅超武杰张杰宋洪治孔阳
- 关键词：时钟同步压控振荡器传感器网络分布式数据采集
- 基于ARM的通信接口测试系统的开发被引量：2
- 2010年
- 分布式数据采集系统各子系统间的连接测试,需要专门的接口测试工具。随着私有协议的广泛使用,设备生产、维修中的调试测试问题也大大增加。这些问题往往无法使用传统的通用协议测试仪器进行测试,本文提出一种由测试模块加PC机方式构成专用接口测试系统的开发策略,并且重点介绍基于ARM的测试模块设计实现方法。文章分析了测试模块的接口特性、基本结构和软件流程,随后探讨了其与PC组成测试系统的应用方法。实验结果表明,该测试系统较好地满足了专用接口测试需求。这种测试模块加PC机构成简便系统的开发思路,为此类专用接口测试系统的快速开发提供了一种途径。
- 王兵武杰张杰
- 关键词：分布式数据采集系统私有协议接口测试ARM
- 基于ARM的嵌入式Linux网络数据传输性能分析被引量：1
- 2010年
- 大型高能物理实验数据采集系统普遍采用多级触发结构,各级间用网络将数据发送到更高级别的系统。以太网技术多作为触发数据传输的媒介。为提高系统传输效率,找到系统数据传输的优化方法,本文基于ARM平台,从数据流角度阐述了Linux2.4内核网络数据的接收过程,并结合测得的内核内部数据分析了网络性能变化的具体原因,给出优化系统性能的方向。
- 宋洪治武杰张杰孔阳马毅超
- 关键词：嵌入式系统ARMLINUXTCP/IP
- 一种基于CIC和FIR的低功耗数字滤波器设计被引量：2
- 2011年
- 针对地震信号采集系统中的滤波器设计问题,提出一种基于CIC滤波器和FIR滤波器的低功耗数字滤波解决方案.系统由四级前端CIC滤波器、三级前端FIR滤波器和一级离线均衡FIR滤波器构成,以满足地震信号采集系统和地质勘探的需求.对各级滤波器和整个系统的幅频特性和相频特性进行了研究,并通过仿真完成性能验证,结果显示此低功耗数字滤波系统的性能完全能够满足实际需求;将此低功耗数字滤波系统与当前业界的片上数字滤波解决方案进行对比,证明了此低功耗数字滤波系统能够大幅减少总运算量和前端功耗运算量.
- 孔阳武杰宋洪治万娟
- 关键词：低功耗数据采集系统地震信号处理CIC滤波器FIR滤波器
