[实用新型]一种基于FPGA的二极管阵列在线同步控制系统

说明书

本实用新型公开一种基于FPGA的二极管阵列在线同步控制系统，该系统包括：阵列面板和控制面板，控制面板集成逻辑接口、FPGA、同步触发、驱动增强单元、I/O接口连接器；阵列面板集成I/O接口连接器和二极管阵列单元；逻辑接口接收上位机指令转换为串行数据输出；FPGA解析并分频缓存串行数据并输出外部触发信号；同步触发单元将触发信号同步后反馈给FPGA；FPGA根据逻辑状态编码指令对同步更新信号互联后随编码信息输出；驱动增强单元根据更新信号及编码信息输出控制信号；I/O接口连接器将控制信号输出给二极管阵列单元，实现二极管阵列单元的同步控制。解决现有技术中二极管阵列规模小、更新慢等问题，实现板间级联，扩大阵列规模、提高更新速度。

技术领域

本实用新型涉及雷达及自动控制技术领域，尤其涉及一种以FPGA作为主控单元的二极管阵列在线同步控制系统设计，具体是一种基于FPGA的二极管阵列在线同步控制系统。

背景技术

二极管是一种单向导通电子元器件，只允许电流由单一方向流过，当加在二极管两端的压降大于导通电压时，二极管就可以导通。有一种超材料实现对雷达波的调制，就是利用二极管阵列的快速编码切换，改变超材料表面的码元分布，调控天线的辐射波束，实现波束扫描和多波束的调控等功能。在此应用技术背景下，需要对二极管阵列中每个二极管两端的电压可控。对于二极管快速导通与切换的控制方式，当前主要采用单片机、DSP等顺序指令执行的嵌入式处理器实现，该类型处理器执行命令的工作过程可归结为：取指令→分析指令→执行指令→再取下一条指令，直到程序结束的反复循环过程，从而导致控制的阵列控制规模小、不能同步更新以及阵列状态切换速度慢，从而不能满足超材料对于雷达波的调制使用的特殊应用要求。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于FPGA的二极管阵列在线同步控制系统，用于克服现有技术中二极管阵列规模小、驱动电流弱、无法实时同步控制以及在线更新速度慢等缺陷，实现显著扩大二极管阵列规模、增强驱动电流、实时同步控制，并提高在线更新速度。

为实现上述目的，本实用新型提供一种基于FPGA的二极管阵列在线同步控制系统，包括至少一个设备，所述设备包括阵列面板和控制面板，所述阵列面板与所述控制面板叠置在一起，并通过I/O接口连接器物理连接；其中所述控制面板上集成有：

逻辑接口单元，用于接收来自于上位机的二极管阵列的编码信息和逻辑状态编码指令，并将所述编码信息和逻辑状态编码指令转换为串行数据输出；

FPGA控制单元，接收并解析所述串行数据，对所述串行数据进行分频同时转换为并行数据并缓存；接收外部触发信号并输出；并根据并行数据中的逻辑状态编码指令对同步触发单元发出触发脉冲后的更新信号互联后随所述编码信息一同输出；

同步触发单元，发出触发脉冲，并根据触发脉冲将所述触发信号同步并输出；

驱动增强单元，根据互联的更新信号及编码信息输出控制信号，以增强 I/O接口连接器驱动能力；

I/O接口连接器，将驱动能力增强的控制信号输出；

所述阵列面板上集成有：

I/O接口连接器，将驱动能力增强的控制信号输入；

二极管阵列单元，接收并在驱动能力增强的控制信号作用下动作。

优选地，所述设备之间形级联结构；所述级联结构中包括一个主设备和至少一个从设备；所述主设备的通过I/O接口连接器与所有从设备的I/O接口连接器分别连接；所述主设备的同步触发单元与所有从设备的同步触发单元连接。

优选地，其中一个所述设备为主设备，其余均为从设备，主设备与从设备的构架相同，所述主设备的主I/O接口连接器和主同步触发单元各自与所述从设备的从I/O接口连接器和从同步触发单元连接；