可编程片上系统设计

基于PLC的玻璃原片上料系统设计随着工业自动化水平的不断提高，PLC（可编程逻辑控制器）在工业控制系统中的应用越来越广泛。

玻璃制造行业作为重要的工业领域之一，也在逐渐采用PLC技术来实现生产自动化。

本文将重点介绍基于PLC的玻璃原片上料系统设计，以帮助读者更深入了解这一领域的技术应用。

一、系统概述玻璃原片上料系统是玻璃生产线上的重要组成部分，其主要功能是将原始玻璃片通过自动化设备进行输送和装载，以进行后续的加工和生产工序。

基于PLC的玻璃原片上料系统设计主要包括输送带系统、吸盘装载机器人、传感器和PLC控制系统等部分。

二、系统设计1. 输送带系统输送带系统是玻璃原片上料系统中的重要部分，用于将原始玻璃片从一个位置运送到另一个位置。

输送带系统通常由输送带、电机、传感器和PLC控制器等组成。

在设计中需要考虑输送带的长度、承载能力、运行速度等参数，并通过PLC控制系统实现输送带的自动启停、速度调节、方向控制等功能。

2. 吸盘装载机器人吸盘装载机器人是用于将原始玻璃片从输送带上取下并放置到指定位置的设备。

在设计中，需要考虑机器人的动作规划、吸盘气泵控制、安全保护等功能，并通过PLC控制系统实现机器人的自动化操作。

3. 传感器传感器在玻璃原片上料系统中起着关键的作用，用于检测玻璃片的位置、尺寸、形状等参数，并将这些信息传递给PLC控制系统。

常用的传感器包括光电传感器、接近开关、激光传感器等，通过PLC控制系统实现对传感器的数据采集、信号处理、故障诊断等功能。

4. PLC控制系统三、系统工作流程基于PLC的玻璃原片上料系统的工作流程通常包括以下几个步骤：1. 启动系统：通过PLC控制系统启动输送带和吸盘装载机器人，准备进行玻璃片的上料操作。

2. 玻璃检测：传感器检测输送带上的原始玻璃片的位置、尺寸和形状等参数，并将这些信息传递给PLC控制系统。

3. 玻璃上料：PLC控制系统根据传感器的检测结果，控制吸盘装载机器人进行动作规划，将原始玻璃片从输送带上取下并放置到指定位置。

集成电路的片上系统集成与设计技术手段集成电路（IC）是现代电子设备的核心组成部分，它通过将大量的微小电子元件，如晶体管、电阻、电容等，集成在一块小的硅片上，实现了复杂的功能。

随着科技的快速发展，集成电路的功能越来越强大，片上系统（System-on-Chip, SoC）的概念应运而生。

片上系统集成与设计技术手段成为集成电路领域的重要研究方向。

1. 片上系统集成片上系统集成是指将整个系统或多个系统集成在一块集成电路芯片上，从而实现各种功能。

这种集成方式可以大大缩小系统的体积，降低功耗，提高性能和可靠性。

SoC的集成度可以从简单的微处理器核心和几块模拟电路，到复杂的包含多个处理器核心、图形处理单元、数字信号处理器、存储器、接口等全功能系统。

2. 设计技术手段为了实现高集成度的片上系统，设计人员需要采用多种先进的设计技术手段：2.1 硬件描述语言（HDL）硬件描述语言是用于描述电子系统结构和行为的语言，如Verilog和VHDL。

通过使用HDL，设计人员可以在抽象层次上描述整个系统，而无需关心底层电路的具体实现。

这使得设计人员能够更加专注于系统的功能和性能，提高设计效率。

2.2 库和IP核心在片上系统集成过程中，利用已有的库和IP（Intellectual Property）核心可以大大缩短设计周期。

库提供了常用的模块，如乘法器、加法器等；IP核心则是预先设计好的模块，如处理器核心、DSP核心等。

通过复用这些模块和核心，设计人员可以快速构建复杂的片上系统。

2.3 综合和布局规划综合是将HDL描述转换为底层电路的过程。

在这个过程中，综合工具会考虑电路的性能、面积和功耗等因素，自动选择合适的电路实现。

布局规划则是确定电路在芯片上的位置和连接关系，其目标是优化电路的性能和功耗，同时满足面积和制造要求。

2.4 仿真和验证在设计过程中，需要进行多次仿真和验证，以确保设计的正确性和可靠性。

仿真是在软件层面上模拟电路的行为，验证则是通过测试芯片来验证电路的功能和性能。

• 152•定了整车机械系统的设计安装和改进方案。

硬件系统布置如图3所示，仿真结果如图4道路图像所示。

图3 整车布局图 图4 道路图像图5 实物图4 结语利用摄像头和电感对道路图像和电磁的检测来实现自动寻迹，能够有效解决智能小车自动寻迹以及模拟现实生活中汽车在遇到的一些特殊路况下小车自动寻迹的问题。

本文所设计和制作的智能小车在第十四届全国大学生智能汽车竞赛中得到实际应用，实现了在赛道上的自动寻迹。

参考：第十四届“恩智浦”杯全国大学生智能汽车竞赛细则[EB/OL].https:///index/；宋雪丽,王虎林等.基于单片机的寻迹机器人的系统设计,仪表技术[J].2016(4):102-105；高中正,赵丽娜等.基于摄像头的智能车控制系统设计,自动化与仪表[J].2015(6):1-5；李全福,万彦辉,郭华.模糊PID 控制算法在电动舵机控制中的应用[J].微电机,2008(12):28-30；李全利.单片机原理及应用技术[M].高等教育出版社,2010；刘乐善.微型计算机接口技术及应用[M].武汉:华中科技大学出版社,2004。

作者简介：范作鑫（1997—），山东潍坊人，大学本科，现就读于山东协和学院。

在文中介绍了可编程片上系统PSoC ，及PSoC 的开发环境、设计流程等，对PSoC 的优点与可编程门阵列FPGA 和可编程模拟器件ispPAC 进行总结对比。

1 PSoC简介可编程片上系统PSoC ，是美国Cypress 半导体公司在2000年推出的一种独特的系统架构。

它内部包含CPU 内核(M8C)、多种模拟和数字器件阵列集、微型处理器及外围单元和外围接口电路等系统，无需外接芯片及晶振，集成度非常高，实现了在线“系统单片化可编程”（张志文,胡志洁.PSoC 的多路陀螺输出脉冲计数系统设计[J].西安工业大学学报,2011年第6期），成为第一种真正具有混合信号处理能力的SOC 。

在PSoC 中，所有的模块都可以根据设计者设计需求的不同，进行动态重构，在芯片内部即可调用不同的模块来完成功能设计（胡志浩.基于PSoC 的陀螺组合测试技术的研究[D].西安工业大学,2011）。

基于可编程片上系统的嵌入式系统设计一、引言随着信息技术的迅猛发展，嵌入式系统已经成为现代社会中不可或缺的一部分。

嵌入式系统作为硬件和软件相结合的集成系统，拥有自主性能和专用性能，可以广泛应用于消费电子，医疗，安防等领域。

在嵌入式系统设计中，可编程片上系统（FPGA）已成为一种常用的设计方法。

本文将介绍基于可编程片上系统的嵌入式系统设计方法和应用。

二、可编程片上系统可编程片上系统是一种基于FPGA技术的芯片，其可以被编程实现任何数字电路的功能。

FPGA的设计和实现过程是通过硬件描述语言进行的，比如VHDL和Verilog。

设计人员可以用硬件描述语言对电路功能进行描述，在FPGA中进行实现。

与ASIC不同，FPGA的设计过程相比而言还是比较容易的。

因此，FPGA广泛应用于嵌入式系统设计中。

三、基于可编程片上系统的嵌入式系统设计在嵌入式系统设计中，FPGA经常被用来实现数字信号处理和控制等高性能的电路。

可编程片上系统（FPGA）的设计过程包括系统级设计、硬件描述和实现。

最终的结果是将设计好的可编程片上系统制成一个集成电路。

在设计时可以选择一整套已有的IP核来满足要求，也可以通过硬件描述语言进行开发和实现。

在实现的过程中，需要进行功能仿真，电路综合，输出编程文件等一系列工作。

以一个LED闪烁的设计为例，该例子通过控制输出口达到LED闪烁的效果。

示例具体设计如下：1. 系统级设计设计一个简单控制模块，该模块需要控制FPGA的输出口。

2. 硬件描述使用Verilog描述一个简单的模块，通过端口功能将头文件与IP核库结合。

该模块能够控制输出端口，实现LED的闪烁。

module led_blink(input clk, // 时钟信号output reg led // 输出口);always @(posedge clk)led <= ~led; // LED闪烁endmodule3. 实现将硬件描述修改为逻辑网表，通过FPGA综合软件进行综合，将设计转换到制约文件，最后生成输出编程文件。

片上可编程系统原理及应用课程设计一、前言随着科学技术的发展，片上可编程系统逐渐成为了计算机科学的研究热点。

为了让学生掌握这一领域的基础原理和实践应用，本文将介绍片上可编程系统原理及应用课程的设计。

二、课程设计目标本课程的设计目标主要是让学生掌握片上可编程系统的原理、结构、设计方法、应用等基本概念和技术，能够利用片上可编程系统进行数字电路设计，完成简单的软硬件系统设计和仿真，并能够在实际的项目开发实践中应用所学知识。

三、课程内容本课程包括以下三个部分内容：3.1 片上可编程系统基础理论通过学习片上可编程系统的原理和结构，学生将掌握片上可编程系统的组成和设计方法，如CPU、FPGA等基本概念和技术。

具体内容包括：•片上可编程系统的组成结构及原理。

•片上可编程系统设计的基本步骤和方法。

•CPU和FPGA的基本原理和功能。

•片上可编程系统的应用。

3.2 片上可编程系统设计方法与实践通过学习片上可编程系统的设计方法和实践应用，学生将掌握片上可编程系统的数字电路设计方法、软硬件系统设计和仿真方法。

具体内容包括：•数字电路设计方法和工具的使用。

•软硬件系统设计与仿真方法。

•项目管理和团队协作能力。

3.3 片上可编程系统应用案例分析本部分主要通过实际的片上可编程系统应用案例，让学生掌握应用能力。

具体内容包括：•基于片上可编程系统的数字信号处理设计。

•基于片上可编程系统的控制系统设计。

•其它应用案例分析。

四、课程设计方法本课程设计采用了以下几种教学方法：4.1 讲授教学通过课堂讲授、案例分析、实验等方式，让学生掌握片上可编程系统的理论知识和实践能力。

4.2 实验教学通过实验教学，让学生了解和掌握片上可编程系统的设计方法和实践应用能力，提高实际应用能力。

4.3 自主学习让学生自主学习一些国内外的片上可编程系统研究论文和相关领域的最新进展，提高学生创新能力。

五、课程设计实施本课程设计分为三个阶段：5.1 第一阶段在第一阶段，主要是介绍片上可编程系统基础理论和设计方法。

基于MicroBlaze软核的FPGA片上系统设计摘要分析软处理器的体系结构，给出内核在软件无线电系统中的应用，实现可编程系统芯片。

关键词软处理器软件无线电
公司的32位软处理器核是支持总线的标准外设集合。

处理器运行在150时钟下，可提供125-的性能，非常适合设计针对网络、电信、数据通信和消费市场的复杂嵌入式系统。

1的体系结构
是基于公司的微处理器核，和其它外设核一起，可以完成可编程系统芯片的设计。

处理器采用架构和哈佛结构的32位指令和数据总线，可以全速执行存储在片上存储器和外部存储器中的程序，并和其它外设核一起，可以完成可编程系统芯片的设计。

处理器采用架构和哈佛结构的32位指令和数据总线，可以全速执行存储在片上存储器和外部存储器中的程序，并访问其的数据，如图1所示。

1内部结构
内部有32个32位通用寄存器和2个32位特殊寄存器—指针和状态标志寄存器。

为了提高性能，还具有指令和数据缓存。

所有的指令字长都是32位，有3个操作数和2种寻址模式。

指令按功能划分有逻辑运算、算术运算、分支、存储器读写和特殊指令等。

指令执行的流水线是并行流水线，它分为3级流水取指、译码和执行，如图2所示。

2存储结构
是一种大端存储系统处理器，使用如图3所式的格式来访问存储器。

3中断控制和调试接口
可以响应软件和硬件中断，进行异常处理，通过外加控制逻辑，可以扩展外部中断。

利用微处理器调试模块核，可通过接口来调试处理器系统。

基于PLC的玻璃原片上料系统设计一、概述随着玻璃加工行业的发展，玻璃原片上料系统作为玻璃加工生产线的重要组成部分，对生产效率和产品质量有着重要的影响。

本文将针对玻璃原片上料系统进行设计，并利用PLC（可编程逻辑控制器）技术进行控制，以提高系统的稳定性和自动化程度，进一步提高生产效率和产品质量。

二、系统设计1.需求分析玻璃原片上料系统主要包括玻璃原片的存储、取料和输送。

系统需要实现以下功能：（1）自动化上料：可以通过PLC控制系统自动对玻璃原片进行存储和取料操作，减少人工干预，提高生产效率。

（2）安全保障：系统需要具备安全保护装置，如防护罩、紧急停止按钮等，确保操作人员的安全。

（3）系统稳定性：系统需要具备较高的稳定性和可靠性，保证生产线稳定运行。

系统设计主要包括玻璃原片的存储、取料和输送部分。

玻璃原片存储采用仓储式存储结构，可以根据不同规格的玻璃原片进行分类存储。

取料部分采用机械手或输送带进行取料操作，可以根据具体的生产需求进行自动化控制。

输送部分采用输送带进行输送，可以根据生产线的布局和需求进行自动化控制。

3.控制方案控制方案采用PLC进行控制，可以实现对系统的自动化控制和监控。

通过PLC控制系统，可以对系统的各个部分进行精准的控制和调整，提高系统的稳定性和自动化程度。

四、PLC控制程序设计1.系统主要控制流程系统主要控制流程包括玻璃原片存储、取料和输送。

控制程序设计主要包括以下几个步骤：（1）系统启动：启动系统后，系统进行自检，并自动进行设备和传感器的检测，确保设备和传感器正常运行。

（2）玻璃原片存储：根据PLC控制程序，对玻璃原片进行分类存储，并做好标识和记录。

（4）输送操作：对取到的玻璃原片进行输送操作，输送到生产线指定位置。

2.安全保障措施系统设计中需要考虑安全保障措施，PLC控制程序设计中需要加入相应的安全保障措施，保证操作人员的安全。

在控制程序设计中需要加入紧急停止按钮、防护罩和安全传感器等安全保障设备，确保操作人员的安全。

基于可编程片上系统技术的多功能车辆总线解码与记录装置设计杨月仲;杨光;张峰;张士文【摘要】随着列车通信技术的发展,故障诊断和数据记录已成为保障列车运行的重要手段,因此需要一种高速度、大容量的数据记录系统来收集列车网络产生的信息.设计了一种基于可编程片上系统(SOPC)技术的多功能车辆总线(MVB)解码与记录装置,结合嵌入式处理器与可编程逻辑器件软硬件协同工作的优势,将MVB实时解码和大容量存储集成于单块FPGA芯片内.装置以在线监听总线的方式,收集MVB 设备的状态监测和故障诊断信息,为分析列车运行的安全性与可靠性提供依据.【期刊名称】《城市轨道交通研究》【年(卷),期】2016(019)007【总页数】5页(P83-86,91)【关键词】轨道交通;列车通信网络;多功能车辆总线;总线解码;大容量数据存储;可编程片上系统【作者】杨月仲;杨光;张峰;张士文【作者单位】上海交通大学电子信息与电气工程学院,200240,上海;上海交通大学电子信息与电气工程学院,200240,上海;上海交通大学电子信息与电气工程学院,200240,上海;上海交通大学电子信息与电气工程学院,200240,上海【正文语种】中文【中图分类】U231.7Author′s address School of El ectronic Information and Electrical Engineering,Shanghai Jiaotong University,200240,Shanghai,China随着轨道交通技术的发展,列车通信网络(TCN)正在成为车辆及列车数据通信系统的发展趋势[1]。

国际电工技术委员会的IEC-61375[2]标准,将TCN分成用于连接各节可动态编组的铰链式列车总线(WTB)和用于连接车辆内固定设备的多功能车辆总线(MVB)。

与其他的通用现场总线在列车上的应用相比,MVB在实时性、可靠性、可管理性、介质访问控制方法、寻址方式及通信服务种类等方面具有一定的优势[3-4]。

《现代电子设计技术》课程要点归纳第1章概述1 SOPC名词解释2 VHDL名词解释：Very-High-Speed Integrated Circuit HardwareDescription Language超高速集成电路硬件描述语言3 集成电路发展的6个阶段：晶体管，小规模集成电路（SSI），中规模集成电路(MSI)，大规模集成电路（LSI），超大规模集成电路(VSLI)，片上可编程系统(SOC)4 片上系统（SOC）基本概念：SoC (System on Chip,片上系统) 是ASIC(Application Specific IntegratedCircuits) 设计方法学中的新技术,是指以嵌入式系统为核心,以IP 复用技术为基础,集软、硬件于一体,并追求产品系统最大包容的集成芯片.狭意些理解,可以将它翻译为“系统集成芯片”,指在一个芯片上实现信号采集、转换、存储、处理和I/O 等功能,包含嵌入软件及整个系统的全部内容;广义些理解,可以将它翻译为“系统芯片集成”,指一种芯片设计技术,可以实现从确定系统功能开始,到软硬件划分,并完成设计的整个过程.5 SOC设计方法学中的系统集成芯片技术包括的三个方面：设计重用技术，软硬件协同设计技术，纳米级电路设计技术6 SOC设计重用技术的概念、特点、构成及要求：主要指的是IP重用技术，重用预先设计并经验证的模块（可从第三方获得），以达到缩短设计周期、加快投入市场的目的；它由IP的设计和IP的使用两个部分构成，要求所设计的IP可重用、可配置和可升级，目标是IP能即插即用。

7 软硬协同技术的概念及其构成：一般来说，面向SOC的软硬件协同设计理论是从一个给定的系统描述着手，通过有效地分析系统任务和所需的资源，采用一系列变换方法并遵循特定的准则自动生成符合系统功能要求、符合系统约束的硬件和软件架构。

软硬协同主要包括系统描述、软硬件划分、软硬件协同综合以及软硬件协同模拟与验证。

《基于SOPC的声纹识别系统的设计与现》篇一基于SOPC的声纹识别系统的设计与实现一、引言随着信息技术的飞速发展，声纹识别技术已成为生物特征识别领域的重要分支。

基于SOPC（System on a Programmable Chip，可编程片上系统）的声纹识别系统，以其高集成度、低功耗、高效率等优势，逐渐在各类应用中崭露头角。

本文将详细介绍基于SOPC的声纹识别系统的设计与实现过程。

二、系统设计1. 硬件设计本系统硬件部分采用SOPC技术，将处理器、存储器、接口电路等集成在一块芯片上。

其中，处理器选用高性能、低功耗的RISC架构处理器，以满足实时处理的需求。

存储器包括RAM和Flash存储器，分别用于存储程序代码和数据。

接口电路包括麦克风接口、扬声器接口、USB接口等，用于与外部设备进行数据传输和交互。

2. 软件设计软件部分包括操作系统、声纹识别算法及驱动程序等。

操作系统选用嵌入式实时操作系统，以保证系统的实时性和稳定性。

声纹识别算法采用先进的语音处理技术和特征提取方法，包括预处理、特征提取、模型训练等步骤。

驱动程序负责与硬件设备进行通信，实现数据的采集和传输。

三、声纹识别算法实现1. 预处理预处理阶段主要包括降噪、端点检测等操作。

针对录音中的背景噪声，采用谱减法等算法进行降噪处理，以提高语音质量。

端点检测则用于确定语音的开始和结束位置，以便进行后续的特征提取。

2. 特征提取特征提取是声纹识别的关键步骤。

本系统采用MFCC（Mel Frequency Cepstral Coefficients）等特征参数，对语音信号进行频谱分析，提取出反映声纹特性的参数。

这些参数具有较好的抗噪性和稳定性，能有效提高声纹识别的准确率。

3. 模型训练模型训练采用机器学习算法，如支持向量机（SVM）、神经网络等。

通过大量训练样本的学习和优化，建立声纹识别模型。

在模型训练过程中，还需对参数进行调优，以获得最佳的识别效果。

sopc 是什么意思
sopc 是什幺意思
SOPC 的英文全称：System-on-a-Programmable-Chip，即可编程片上系统
用可编程逻辑技术把整个系统放到一块硅片上，称作SOPC。

可编程片上系统（SOPC）是一种特殊的嵌入式系统：首先它是片上系统（SOC），即
由单个芯片完成整个系统的主要逻辑功能；其次，它是可编程系统，具有灵活的设计方式，可裁减、可扩充、可升级，并具备软硬件在系统可编程的功能。

SOPC 的特点
SOPC 结合了SOC 和PLD、FPGA 各自的优点，一般具备以下基本特
征：
至少包含一个嵌入式处理器内核；
具有小容量片内高速RAM 资源；
丰富的IP Core 资源可供选择；
足够的片上可编程逻辑资源；
处理器调试接口和FPGA 编程接口；
可能包含部分可编程模拟电路；
单芯片、低功耗、微封装。