可惜第一次以失落败告终,板子没有调试成功。现在已经回顾不起当时的感想熏染了,不过,肯定是十分美妙的,即便没有成功,也有了很多欣喜!最主要的是,我从此迈出了自己的第一步。虽然跌倒了,但也从此开始体会到更多的快乐。遗憾的是现在已经找不到那块对我来说意义非凡的板子了,不过,它留给我一串的美好回顾。
那一年,便是我的电子元年。进了大学就像放归了草原的饿羊,瞥见绿的就想啃,抱本书就舍不得放。专业的书看起来没够,扎在图书馆就
虽然高中的时候做了第一块电路板,但实际对电子知识还是很懵懂。大一是我开化的一年。这一年在系里的电子科协做了不少电子制作:电子感应查线器,早上太阳出来会叫的鸟,循环闪烁的灯,手触延时的开关……都是一些比较大略的小制作。
大一在电子科协做责任维修的过程中翻阅了不少仿照电路干系的书本和资料,知识和动手能力得到了很大的提升。
大二的时候啃书为主:数电,模电,单片机,DSP,X86,VHDL……见什么啃什么,虽然啃不出味,但也能充饥。当时就通过这样硬填的办法杂七杂八的学了一堆东西。不过,也算 因祸得福,正由于当时那样没有条理的乱学东西,以是理解的知识面比较宽,填的也还算踏实。内功踏实了,再学套路就比较快了。
大二的时候做了声音采集 板,腔调调理板。当时还做了一块DSP板,利用的主芯片是TMS320C5402。不过,又因此失落败告终了。起初仿真器还能连DSP,后来过一段韶光就连不上了。之后剖析应该是CPLD逻辑导致的总线冲突烧坏了DSP。当时对DSP和高速设计的理解还弗成,从那次的失落败里我又学习到很多新东西。一贯很感 激当时学校的老师为我供应的那些做板的机会,也光彩自己是在那所学校读书,好些的学校或差些的学校都未必能有那样的机会。
腔调调理板
可惜当时都没有留下照片,现在连电路图也找不到几张了。上面是腔调调理的板子,可以掌握高、中、低频的增益。现在看着老土了,瞅着它,觉得就像看着自己小时候的照片,呆呆傻傻的,却又满溢着温馨和甜蜜……
大三上学期参加了全国大学生电子设计竞赛,制作的30M数控正弦波发生器。比赛过后利用周末韶光在廊坊一家公司兼职做电子节能灯设计。也是从那时起,自己研发的东西开始量产并进入人们的日常生活。
USB主机接口板——现在看当时真的把蛇形线画的太“诙谐”了
大四以学习和毕业设计为 主。毕业设计是做USB主机,不过,韶光比较紧,方法也不得当(当时是想着自己写所有代码),终极还是没有调试完就到了毕业的那一天。现在想想的话有很多省事的方法,实现起来也比较简便。大四季代也零散做过一些兼职。现在天津很多公交车前面的LED显示牌便是我那时候做的。到现在每次回天津的时候都能看到载着自己LED车牌的公交车,总会有一种莫名的亲切感。
动态LED驱动核心板——当时想卷动中国高校风潮的凌阳61单片机
也是大四那年犯了刻骨铭心的一个缺点。当时做一个高亮LED驱动板,准备用于更换公交车上的一些显示固定的车牌,那样就不用为不同的公交车做不同的显示牌了。当时MOS管利用不当,导致了项目的失落败,成为自己很大的一个遗憾……
05年毕业后在华为数通产品线做硬件测试。这一年积累并强化了很多专业知识,剖析问题办理问题的能力也得到了很大的提升。
高速球中的电源及协议板
06年离开北京到天津一家 安防公司做研发事情。紧张从事高速球的研发。先是基于51单片机平台的产品改造和升级。成功完成几次产品升级并得到单位的认可后,便开始动手DSP项目设 计。这次利用的DSP是比较高真个视频处理器——TMS320DM642,现在险些所有打仗视频硬件的人都听说过的一款经范例号,它也是至今很多新型视频 处理DSP运算性能评估的一个标尺。但在06年,DM642的资料还是相称难找,而我们只有几个人的小单位,又得不到TI和其他有效的技能支持。而且由于经费和精力有限,我们哀求只能一版成功,硬件由我设计,软件和算法由其余一名工程师卖力。
困难就不多说了,大概三个月后,我们自己的DSP板小系统调通了。也是那时候,我们单位卖力软件的工程师出国,项目便搁置了。
TMS320DM642视频板——被我拍的破相了
这便是我的第一块DM642视频采集板。开拓过程中没有任何开拓板参照,只能在网上四处包罗资料,查看大量的数据手册和文档。单位哀求一版成功,终于三个多月用四层板实现了这个设计。
自己花了挺大精力做出来的 板子被这样封存起来,心里还是挺难熬痛苦的。当时DM642的资料很难找,设计中的各种艰辛只有做过的人才有体会。而DM642的确是当时很有运用前景的一个 芯片。于是后来把设计做了一些删减和变动,将完全工程公布到了网上,包括PROTEL99格式的事理图、网表和4层的PCB文件(后来还在自己博客陆续补 写了设计解释以及CPLD逻辑等)。后来还发布了针对这个PCB的SDRAM仿真过程及结果,以供别人借鉴参考。只希望能为后来做DM642的工程师朋友供应第一手的资料,减少一些困难,缩短开拓韶光,也为很多中小企业节省一些不必要的经费开支。
后来创造了原设计中的两个缺点并将缺点及办理办法在自己的博客作了声明。
缺点改动后的DM642视频采集板
带NAND FLASH和数字传感器接口的642采集板
上面两个板子是我业余韶光帮一个研究生朋友设计的。前面一个紧张是图像采集和压缩,然后经网络传输,后面的增加了NAND FLASH存储和CMOS传感器接口。
CMOS传感器视频采集板
这个CMOS传感器板是 2010年初做的,合营前面的DM642板完成了CMOS图像的采集。传感器选用MICRON的MT9V032。该传感用具有全局曝光功能,可以拍摄快速 运动的物体,不会像逐行曝光传感器那样存在运动物体倾斜。经由比拟,这颗传感器在暗光芒时性能超过一样平常的CCD传感器。
TMS320F2812电机掌握+字符叠加板
这个是我2007年做的高 速球转台掌握板,完备变动了以前基于双51单片机的设计方案。虽然从51平台升级到DSP平台,但整体本钱没有明显的增加。利用一片DSP代替了两片 51,使系统构造简化;利用DSP的SPI、PWM合营一个LM2903比较器和一个仿照切换芯片实现了中文菜单叠加,省去了一颗日产OSD叠加芯片;电机掌握采取新的单颗DMOS工艺美产芯片,更换了两颗日产电机掌握芯片;利用DSP的PWM加阻容滤波实现了4路DA,用来掌握电机电流,省却了一颗4通 道DA。重新设计了步进电机掌握算法和加减速方案,并且针对实测结果对正余弦进行了补偿。
初版硬件没有做任何修正 实现了所有功能。通讯和菜单部分代码是由另一位软件工程师编写外,别的系统整体设计及软硬件设计由我完成。新方案达到128细分,加入了正余弦补偿,转台 低速可达0.1度/秒,运转平滑顺畅。验证转台最高转速可达到480度/秒,通过软件设置增加电流后可以进一步提高电机的转速和加速度。合营专门订做的步 进电机,优化后的加速方案使得球机在低于原功耗30%的情形下转速提高了50%,从停滞加速到最高速只需0.33秒,电机运转时声音非常低,掌握板和电机 的发热量也比原来减小了很多。其余,除个别函数利用汇编外,都改用了C代码,使电机掌握程序将来可以在不同的平台上移植,也易于与其它掌握程序接口。
期间我用EXCEL重新制 作了加速表格,紧张依托于电机功率来自动完成加速表格数据设计,天生DSP中掌握电机运转所需的所有数据。其余,还会伴随参数调度自动天生加速曲线图,可 以直不雅观的看出电机加速过程,并有助于剖析个中可能涌现的问题。避免涌现某些分外点或段存在加速功率需求过高而导致丢步的征象。
300度/秒加速曲线图
这个图便是大家常称的S加速曲线,前段缓慢加速是防抖动和避免抑扬感,后段则紧张是等功率升速曲线。图中只取到了300度/秒,可以通过在EXCEL表格中向下拖沓添补自动天生后面的数据。
中文菜单叠加效果
这个是菜单叠加效果。通过LM2903比较器提取复条约步脉冲,判断到行同步后利用SPI的16字的FIFO完成每行256点的叠加点位输出,PWM+阻容滤波实现叠加电平掌握。
球机装置效果图
08年公司被收购,我们部 门迁到江苏,在江苏近一年的韶光进一步完善了基于F2812的高速球。其实在设计这个方案的时候是瞄准了TI当时还没有推出的TMS320F28027这 一系列,看TI的宣扬以及提前发布的芯片资料,这颗芯片批量价格该当可以在20元以内,性能和功能可以知足我们的设计需求,只要芯片一出来,立时就可以把 F2812上的程序移植过去。这样,整体的本钱会往低落一大截,体积也可以小很多,掌握板大致可以做到火柴盒的大小。后来公司做基于DM6437的智能高 速球,除智能算法外,还剩余一些运算资源。我便把F2812里的电机掌握算法移植到了DM6437里。在单一芯片里集成了智能剖析和电机掌握,使系统得到 了很大简化。
移植完成后我便离开江苏回到北京。一贯到离职前一两周才得到TI的TMS320F28027样片。当时想有韶光的话可以把它用起来,并且把电机掌握算法改一下,使它适用于自动跟踪平台,实现平滑跟踪。可是就像命运捉弄一样,一贯到本日都没有闲下来过,韶光都被这样那样的事给挤满了,就连周六日也都像有导演 精心安排的一样塞满杂事。
关于电机掌握,我写过一个 PPT文档《步进电机细分掌握事理及仿真剖析》,并将其共享到网络上。个中剖析了步进电机细分掌握事理,以及个中存在的问题和须要把稳的地方。并且利用 MULTISIM建立了驱动电路仿真模型,针对各点电压和电流仿真波形进行了剖析。以供别人借鉴参考,希望那些对电机掌握感兴趣的朋友能够快速入门并且理解步进电机掌握的关键所在。电机掌握是一门看似大略实际有着自己完全理论体系的科学,三年前,我在江苏一个二线城市拿到13.5K的人为,紧张靠的便是步进电机掌握。实际上,对付真正的电机掌握来说,我也便是刚理解了步进电机掌握里的一些皮毛。电机掌握这方面还是很短缺能深入的人才的。
基于FPGA的图形叠加板(正面)
基于FPGA的图形叠加板(反面)
上面的图形叠加板是我09 年做的一个项目。当时从江苏回到北京有三个月没有上班,就在大兴一所民宅蜗居了三个月做这个东东。由于项目哀求体积很小,而且又要3个串口,对叠加质量和 分辨率又哀求很高。末了只能用FPGA内嵌软核的办法才能实现。用ARM或DSP都无法完美知足所有哀求。
由于前面打仗过CPLD,也有一些逻辑方面的根本, 3个月期间边学边试,还算顺利的完成了所有的硬件和软件设计。第一次利用软核之后就深深的喜好上了这架构,强大的性能和独占的灵巧性让人禁不住用过一次就会爱上它。
这个板子初版存在一个问 题,由于采取三极管做视频钳位,三极管的BE结之间的电压有一个-2.1mV/℃的温漂。当时没有太在意这么小的一个参数,终极环境实验时高低温100度的温度变革导致了210mV的视频同步头电平偏移,致使同步脉冲提取出错。后来在电路中加入了二极管做温度补偿才办理问题。
FPGA叠加效果图
这块板子可以实现从黑到白 的多种灰度叠加,并且支持自动天生黑边,可以吸收从3个串口来的掌握信息及要显示的数据,用于进行掌握操作或将传感器反馈的数据显示在特定的位置。叠加分辨率为640540,一个叠加主图像和三个数据显示窗口位置都能够水平垂直以1像素进行移动。
基于DM642的数据采集系统
这个是09年做的一个数据 采集板,帮一个朋友毕业设计做的。脑残级的方案,用DM642做一个几十K的AD采集。哈工大的一个博士逼着一个硕士做的,估计是那博士是对DM642有 别的想法吧,不见告硕士干什么用,就让做出这么个东西。刚好硕士是我朋友,末了找到我帮忙……结果这个项目成为我历史上最失落败的项目之一,本来一个低端 FPGA就可以搞定的东西,非要用DM642来实现,数据格式转来转去的……末了一个细节没把稳到,飞了好几根线。而且总赶韶光,板子布局丑得让自己一贯铭心镂骨。正如一个朋友说的,对工程师来说,最痛楚的莫过于做自己不认同的设计。
EP3C10核心板
2010年做的一款 FPGA核心板,利用海内刚上市不久CYCLONE III 系列中的EP3C10,搭配32M的DDR2芯片。板子紧张是用于实现一些大略的音、视频处理和数据采集及处理。通过内嵌NIOS软核合营剩余逻辑加上高速DDR2,再结合NIOS软核特有的C2H硬件加速,可以知足常用的绝大多数中小规模运用需求。
视频叠加板2.0
这是搭载EP3C10核心板的视频叠加模块,软硬件也都是自己完成的。通过ADV7180和ADV7179来实现视频旗子暗记的AD、DA转换,中间通过 FPGA进行处理,叠加用户选定的彩色图形及菜单。该模块有5组RS232吸收和4组隔离IO输入。叠加分辨率达到720576像素,可以实现叠加内容 1像素的高下旁边移动。并且可以根据图像背景亮度自动调节叠加图像每个像素点的亮度,即便图像非常繁芜并且变革很快,也可以清晰分辨叠加图形,非常适用于瞄准和跟踪系统运用。其余,该模块还可以通过串口吸收用户自编辑的bmp图形文件,进行叠加显示并可存储到串行FLASH中。操持等往后有韶光了在板上实 现图像旋转和电子变倍等功能。
智能验钞机算法板
这是我09年在江苏的时候 利用业余韶光做的智能验钞机系统硬件,利用CIS传感器扫描泉币在不同光谱下的图像,然后由TMS320DM642对图像进行剖析鉴别。算法部分是我现在所在的清华大学实验室做的。后来还进行过几款基于DM648的验钞机硬件设计,可同时进行双面图像采集并进行处理。
基于OMAP3530的视频系统
这个是新近完成的一个设 计,利用的OMAP3530主芯片。OMAP是前两年TI推出的高性能双核处理器,一个BGA内集成了600M主频的ARM CORTEX-A8 内核和430M的64+ DSP内核,其余还集成有POWERVR SGX 3D加速协处理器。其ARM内核性能是普通ARM9的4倍,DSP内核性能大概相称于一颗600M DM642的处理能力。利用集成LPDDR2和NAND FLASH的MCP存储器和专用电源管理芯片,构造紧凑,功能强大,整体功耗非常低。
本文作者:张进东老师/天津惊帆科技有限公司CEO
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