电子发烧友网 > 可编程逻辑 > 正文

CorePWM的原理及采用FPGA技术实现PWM IP核的设计

2020年07月20日 17:59 次阅读

脉冲宽度调制(PWM) 是英文“Pluse Width Modulation”的缩写,简称脉宽调制。它是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术,根据相应的载荷的变化来调制晶体管栅极或基极的偏置,来实现开关稳压电源输出晶体管或晶体管导通时间的改变。这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定,广泛应用于测量、通信、功率控制与变化等许多领域。

Actel公司免费提供PWM IP核:CorePWM。CorePWM是基于APB总线形式的,它的优点是可以连接到Core8051或者是CortexM1处理器上,方便用户进行SoC设计,本文将主要介绍CorePWM的原理与应用。

1. CorePWM介绍

(1) PWM的控制方法

采样控制理论中有一个重要结论:量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,效果基本相同。PWM控制技术就是以该结论为理论基础,对半导体开关器件的导通和关断进行控制,使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲,用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制,既可改变逆变电路输出电压的大小,也可改变输出频率。

现在,PWM控制技术主要有8种,分别为:相电压控制PWM、线电压控制PWM、电流控制PWM、空间电压矢量控制PWM、矢量控制PWM、直接转矩控制PWM、非线性控制PWM和谐振软开关PWM。

在这里要重点介绍一下相电压控制PWM中的等脉宽PWM法。VVVF(Variable Voltage Variable Frequency)装置在早期是采用PAM(Pulse Amplitude ModulaTIon)控制技术来实现的,其逆变器部分只能输出频率可调的方波电压而不能调压,等脉宽PWM法正是为了克服PAM法的这个缺点发展而来的,是PWM法中最为简单的一种,它是把每一脉冲的宽度均相等的脉冲列作为PWM波,通过改变脉冲列的周期可以调频,改变脉冲的宽度或占空比可以调压,采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化,相对于PAM法,该方法的优点是简化了电路结构,提高了输入端的功率因数,但同时也存在输出电压中除基波外,还包含较大的谐波分量。

如图 1所示为等脉宽PWM波。该PWM的高低电平分别为VH和VL,理想的情况VL等于0,但实际应用中一般不等于0,这也是实际应用中产生误差的一个重要原因。

(2) PWM的优点

PWM的优点是从处理器到被控系统信号都是数字形式的,无需进行数模转换。让信号保持为数字形式可将噪声影响降到最小,噪声只有在强到足以将逻辑1改变为逻辑0或将逻辑0改变为逻辑1时,才能对数字信号产生影响。这也是在某些时候将PWM用于通信的主要原因,从模拟信号转向PWM可以极大地延长通信距离。在接收端,通过适当的RC或LC网络可以滤除调制高频方波并将信号还原为模拟形式。

(3) CorePWM的结构框图

CorePWM的内部结构框图如图 2所示。它主要由时间基准发生器、PWM波形发生器和寄存器接口等模块组成。

● 时间基准发生器:接收PRESCALE和PERIOD寄存器的值,并产生一个0~255的周期计数。

● PWM波形发生器:用输入周期计数器和上升、下降沿寄存器的值进行比较,当计数值等于任何一个边沿寄存器的值的时候,就会产生一个相应的PWM波形输出,并且中断寄存器将会被更新。

● 寄存器接口:主要是提供PWM内核的APB总线协议的接口。

(4) CorePWM内部寄存器

CorePWM内部所有的寄存器都是八位的,CorePWM寄存器的寄存器描述如表 1所示。

为了使读者能够更加清楚CorePWM寄存器的使用,特举例进行说明,如图 3所示。

(5) 应用场合

PWM主要用于电机控制等领域,图 4所示为使用CorePWM控制多路电机。

2. 小结

本文主要介绍了Actel FPGA的CorePWM IP核,除了CorePWM,Actel公司还提供了UART、SPII2CTImer等IP核,请关注周立功公司的网站获得更多的信息。我们有着一个接近30人的FPGA团队提供强有力的售后服务,解决用户在产品使用和研发过程中遇到的困难。

责任编辑:gt

下载发烧友APP

打造属于您的人脉电子圈

关注电子发烧友微信

有趣有料的资讯及技术干货

关注发烧友课堂

锁定最新课程活动及技术直播

电子发烧友观察

一线报道 · 深度观察 · 最新资讯
收藏 人收藏
分享:

评论

相关推荐

写好状态机--从2019年全国FPGA竞赛谈Verilog编码技巧

理解Verilog编码技巧掌握FPGA中状态机的写法掌握非重叠序列检测代器Verilog代码编写
发烧友学院发表于 2020-04-21 00:00 20440次阅读
写好状态机--从2019年全国FPGA竞赛谈Verilog编码技巧

使用FPGA芯片系统可大幅降低使用网络搜索的碳排...

英国格拉斯哥大学称,该校科学家通过使用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)芯片系统,能够以高出目前标准处....
发表于 2020-07-20 18:04 0次阅读
使用FPGA芯片系统可大幅降低使用网络搜索的碳排...

可实现满足电源预算要求的FPGA设计

随着便携和以电池供电的应用快速增加,低功耗设计已成为延长电池寿命所不可或缺的任务。此外,在决定产品尺....
发表于 2020-07-20 17:53 5次阅读
可实现满足电源预算要求的FPGA设计

FPGA设计的安全性和技术保护的应用设计

与开发成本很高的ASIC相比,FPGA可重复编程的性能正受到系统设计者的青睐。此外, FPGA的性能....
发表于 2020-07-20 17:35 10次阅读
FPGA设计的安全性和技术保护的应用设计

基于FPGA器件实现数字下变频器电路的设计

数字化中频(DIF)频谱分析仪在高中频实现数字化处理,具有分析带宽大、RBW小、测量时长短,可对复杂....
发表于 2020-07-20 17:26 15次阅读
基于FPGA器件实现数字下变频器电路的设计

采用低功耗可重编程解决方案的FPGA器件

当然,并非所有的可编程逻辑技术都能很好地满足低功耗要求。事实上,当今市场某些所谓的“低功耗”器件的电....
发表于 2020-07-20 17:20 10次阅读
采用低功耗可重编程解决方案的FPGA器件

基于FPGA按键模式的分类和如何实现应用设计

在FPGA系统设计中,按键是最常见的人机交互接口部件。在没有微控制器参与的情况下,FPGA系统中按键....
发表于 2020-07-20 17:13 17次阅读
基于FPGA按键模式的分类和如何实现应用设计

易灵思推Trion Titanium FPGA,...

Trion Titanium FPGA 是基于16纳米工艺节点,并采用易灵思的 “Quantum™ ....
发表于 2020-07-20 17:01 9次阅读
易灵思推Trion Titanium FPGA,...

基于FPGA芯片实现水轮机组转速测量系统的设计

随着工业生产与科学技术的发展,大型水轮机组的自动化水平也在不断提高。而这些设备一旦发生故障,将会给人....
发表于 2020-07-20 15:19 25次阅读
基于FPGA芯片实现水轮机组转速测量系统的设计

运放电路之电压追随电路分析

如果我们连接运放的输出到它的反相输入端,然后在同相输入端施加一个电压信号,我们会发现运放的输出电压会....
发表于 2020-07-20 14:57 41次阅读
运放电路之电压追随电路分析

详细介绍关于FPGA开发板内部ram是如何操作的

从芯片器件的角度讲,FPGA本身构成了半定制电路中的典型集成电路,其中含有数字管理模块、内嵌式单元、....
发表于 2020-07-20 14:26 53次阅读
详细介绍关于FPGA开发板内部ram是如何操作的

高速数模转换器AD9712B/13B的结构功能和...

在为线性调频的雷达视频目标产生模拟信号的过程中,为了得到高质量的视频模拟信号,其前端通常采用数字信号....
发表于 2020-07-20 11:03 36次阅读
高速数模转换器AD9712B/13B的结构功能和...

哪里可以找到未编程V7的用户I / O引脚的电气描述?

你好, 在哪里可以找到未编程V7的用户I / O引脚的电气描述(交流阻抗,直流电流)? (我想这个问题也可以扩展到...
发表于 2020-07-20 10:28 0次阅读
哪里可以找到未编程V7的用户I / O引脚的电气描述?

Verilog HDL语言在FPGA/CPLD中...

通常设计数字电路大都采用自顶向下将系统按功能逐层分割的层次化设计方法,这比传统自下向上的EDA设计方....
发表于 2020-07-20 09:00 64次阅读
Verilog HDL语言在FPGA/CPLD中...

如何通过板本身实现DPR?

喜: 现在,我正在设计7系列FPGA的DPR(动态部分重配置),我已经在shell中使用Tcl命令完成了DPR,并生成...
发表于 2020-07-20 08:01 0次阅读
如何通过板本身实现DPR?

如何在fpga本身生成数据?

亲爱的同事, 我必须为我的固件做出Zed Board和virtex -7设备的决定。 我理解这个事实,选择的选择取决于你想做什...
发表于 2020-07-20 07:07 0次阅读
如何在fpga本身生成数据?

Altera FPGA IP LVDS TX 数据输出时间比时钟上升沿晚 一个core clock,请问怎样解决

发表于 2020-07-19 22:30 0次阅读
Altera FPGA  IP LVDS TX 数据输出时间比时钟上升沿晚 一个core clock,请问怎样解决

如何使用fpga上的SPI flash执行此操作?

我的一个客户正在考虑Kintex部件,并转而启动SPI闪存,支持FPGA, 到目前为止,他们说, 哦,我们希望有2个...
发表于 2020-07-19 15:33 0次阅读
如何使用fpga上的SPI flash执行此操作?

fpga开发板的新手,如何开始使用引脚分配

我是fpga开发板的新手,我想知道如何开始使用引脚分配,特别是usb / serial引脚连接。 任何其他pin信息都会有所帮助 ...
发表于 2020-07-19 11:47 0次阅读
fpga开发板的新手,如何开始使用引脚分配

FPGA与嵌入式Linux怎么选?

    还有半年毕业,之前一直搞得单片机。想在学点东西。FPGA与嵌入式Linux那个发展前途好些? 转cs也...
发表于 2020-07-19 08:08 0次阅读
FPGA与嵌入式Linux怎么选?

如何在Virtex FPGA板上为64位加法器进行功耗分析

我为64位加法器编写了一个Verilog代码,并在FPGA上进行了综合 我想在Virtex FPGA板上为64位加法器进行功耗...
发表于 2020-07-18 13:41 0次阅读
如何在Virtex FPGA板上为64位加法器进行功耗分析

28069HRPWM如何输出互补信号

28069的HRPWM 是只能在PWMA一路上高精度输出,另一路PWMB只能作为普通PWM输出。手册上有些如果PWM...
发表于 2020-07-18 08:46 0次阅读
28069HRPWM如何输出互补信号

Kintex 7加速序列是什么

嗨, 我正在设计一台采用Kintex 7 325T速度等级-2的PCB。 我从UG470看到,上电顺序要求当VCCINT(1V)...
发表于 2020-07-18 06:03 0次阅读
Kintex 7加速序列是什么

Altera Cyclone V FPGA器件可...

在针对大批量应用开发系统时,要考虑的一个重要因素是成本。有多个方面会影响总体拥有成本,而不仅仅是每个....
发表于 2020-07-17 18:08 107次阅读
Altera Cyclone V FPGA器件可...

DSP和FPGA的特点比较及如何进行方案选择,示...

数字信号处理技术和大规模集成电路技术的迅猛发展,为我们设计数字电路提供了新思路和新方法。当前数字系统....
发表于 2020-07-17 17:56 341次阅读
DSP和FPGA的特点比较及如何进行方案选择,示...

针对不同的应用和设计需求,FPGA器件的发展策略...

综上所述,随着系统设备功能要求的不断增加,系统级芯片的设计愈趋复杂,并且在设计周期、灵活度和NRE成....
发表于 2020-07-17 17:33 287次阅读
针对不同的应用和设计需求,FPGA器件的发展策略...

PWM功率操控器U2352B应用于电池供电的电机...

EMIC半导体公司推出一种直流负载脉宽调制(PWM)功率操控器U2352B单片IC,不只可用于高性能....
发表于 2020-07-17 17:23 363次阅读
PWM功率操控器U2352B应用于电池供电的电机...

基于定点DSP系列ADSP2181芯片实现通用多...

随着大规模集成电路水平的发展,以数字信号处理器(Digital Signal Process,DSP....
发表于 2020-07-17 17:18 149次阅读
基于定点DSP系列ADSP2181芯片实现通用多...

如何选择和设计国产fpga芯片,将会面临哪些挑战

如果您对使用国产fpga芯片的电路板设计经验有限或没有经验,那么在新项目中使用国产fpga芯片的前景....
发表于 2020-07-17 17:14 155次阅读
如何选择和设计国产fpga芯片,将会面临哪些挑战

基于FPGA技术实现图像增强数据的仿真实验分析

Xilinx的Vivado中集成的图像增强(Image Enhancement)IP可以有效降低图像....
发表于 2020-07-17 17:06 54次阅读
基于FPGA技术实现图像增强数据的仿真实验分析

FPGA内部基于软核处理器系统的应用范围

通常认为,SOPC是FPGA设计中的鸡肋,“弃之可惜,食之无味”。诚然,SOPC一直不是FPGA的主....
发表于 2020-07-17 16:52 48次阅读
FPGA内部基于软核处理器系统的应用范围

ARM和FPGA有什么区别

ARM是应用,FPGA是芯片设计,前者是软件,后面是硬件,ARM就像单片机,但是它本身的资源是生产厂....
发表于 2020-07-17 11:23 76次阅读
ARM和FPGA有什么区别

5G互联时代,FPGA无处不在

易灵思销售总监张永慧先生出席授牌仪式,并表示:易灵思产品和新晔电子的市场覆盖相结合,必将为双方在中国....
发表于 2020-07-17 10:17 301次阅读
5G互联时代,FPGA无处不在

VerilogHDL可综合设计需要注意什么

组合逻辑可以得到两种常用的RTL 级描述方式。第一种是always 模块的触发事件为电平敏感信号列表....
发表于 2020-07-17 09:11 52次阅读
VerilogHDL可综合设计需要注意什么

如何使用OpenCL轻松实现FPGA应用编程

实现这一编程思想的转变,是因为 FPGA 借助 OpenCL 实现了编程,程序员只需要通过 C/C+....
发表于 2020-07-16 17:58 90次阅读
如何使用OpenCL轻松实现FPGA应用编程

了解FPGA的芯片内部资源:IO是什么

虽然很多 FPGA 工程师都是写代码,但是作为硬件编程工程师,如果不熟悉 FPGA 的底层资源和架构....
发表于 2020-07-16 17:53 159次阅读
了解FPGA的芯片内部资源:IO是什么

FPGA和ASIC、DSP及ARM有什么不一样,...

ASIC 是 Application Specific Integrated Circuit 的英文....
发表于 2020-07-16 17:47 222次阅读
FPGA和ASIC、DSP及ARM有什么不一样,...

基于FPGA器件实现异步FIFO读写系统的设计

异步 FIFO 读写分别采用相互异步的不同时钟。在现代集成电路芯片中,随着设计规模的不断扩大,一个系....
发表于 2020-07-16 17:41 91次阅读
基于FPGA器件实现异步FIFO读写系统的设计

FPGA和SoC在设计中面临小尺寸和低成本挑战,...

工业电子产品的发展趋势是更小的电路板尺寸、更时尚的外形和更具成本效益。由于这些趋势,电子系统设计人员....
发表于 2020-07-16 17:32 100次阅读
FPGA和SoC在设计中面临小尺寸和低成本挑战,...

FPGA大幅提升硬件加速的单位功耗性能,FPGA...

随着网络技术发展,移动网络速度不断提升,为移动互联网业务带来了良好的发展条件,但同时带来的爆炸式数据....
发表于 2020-07-16 17:24 119次阅读
FPGA大幅提升硬件加速的单位功耗性能,FPGA...

通过FPGA和RISC-V开放指令集优化军事和航...

RISC-V开放指令集可以帮助航空航天和国防设计人员通过优化指令集,为每个特定的应用程序提供最有效的....
发表于 2020-07-16 17:13 85次阅读
通过FPGA和RISC-V开放指令集优化军事和航...

在Speedster7t FPGA中增加NoC能...

关于诸如FPGA之类的可编程解决方案的传统想法是,您必须愿意在灵活性方面做出很多权衡。在许多情况下确....
发表于 2020-07-16 17:12 248次阅读
在Speedster7t FPGA中增加NoC能...

基于PCI Express总线的CamLink接...

图像采集和处理技术在机器视觉和图像分析等诸多领域应用十分广泛。随着高速的 PCI Express(P....
发表于 2020-07-16 17:02 42次阅读
基于PCI Express总线的CamLink接...

基于FPGA和高速ADC实现多通道通用信号处理平...

新型多通道通用信号处理平台主要包括高速AD芯片、Xilinx最新UltraScale系列FPGA和T....
发表于 2020-07-16 09:25 78次阅读
基于FPGA和高速ADC实现多通道通用信号处理平...

FPGA芯片与DSP芯片的比较,DSP芯片在民用...

DSP 即数字信号处理技术, DSP 芯片即指能够实现数字信号处理技术的芯片。 DSP芯片是一种快速....
发表于 2020-07-15 22:19 346次阅读
FPGA芯片与DSP芯片的比较,DSP芯片在民用...

基于FPGA器件实现CNN加速系统的硬件设计

随着近些年深度学习的迅速发展和广泛的应用,卷积神经网络(CNN)已经成为检测和识别领域最好的方法,它....
发表于 2020-07-15 21:00 181次阅读
基于FPGA器件实现CNN加速系统的硬件设计

基于XC6SLX16-2CSG-324型FPGA...

记(n0,k0,m)为卷积码编码器,该编码器共有2k0×m个状态,Viterbi译码器必须具备同样的....
发表于 2020-07-15 20:53 52次阅读
基于XC6SLX16-2CSG-324型FPGA...

基于FPGA器件实现乘法器因子求取模块的RS编码...

里得-所罗门码(Reed-Solomon,RS)是由REED I S和SOLOMON G在1960年....
发表于 2020-07-15 20:46 33次阅读
基于FPGA器件实现乘法器因子求取模块的RS编码...

基于现场可编程门阵列器件实现ADS-B解交织系统...

广播式自动相关监视(Automatic Dependent Surveillance-Broadca....
发表于 2020-07-15 20:38 98次阅读
基于现场可编程门阵列器件实现ADS-B解交织系统...

基于FPGA芯片EP3C40Q240C8实现多普...

作为一种新兴的核技术, 正电子湮没谱学用于缺陷研究,取得了不少成果。正电子湮没谱学研究空位型缺陷是基....
发表于 2020-07-15 20:33 71次阅读
基于FPGA芯片EP3C40Q240C8实现多普...

Latticetui推出Certus-NX低功耗...

Lattice Nexus是业界首个基于28 nm FD-SOI工艺的低功耗FPGA技术平台,得益于....
发表于 2020-07-15 19:28 159次阅读
Latticetui推出Certus-NX低功耗...

基于INA240高共模双向电流检测放大器的PWM...

随着提升系统效率的需求不断增长,我们面临着改善电 机工作效率和控制功能的直接压力。几乎所有类型的电机....
发表于 2020-07-15 16:27 59次阅读
基于INA240高共模双向电流检测放大器的PWM...

通过D类功率放大器实现宽范围可调的PWM开关电源...

很多电子设备的开发研制过程中,都需要各种各样的实验与测试用通用稳压电源。这一类电源要求有较宽的调节范....
发表于 2020-07-15 16:05 144次阅读
通过D类功率放大器实现宽范围可调的PWM开关电源...

基于TAS55xx系列数字音频器实现高保真数字功...

音响世界已进人数字化,唯有整个音响系统的心脏——功放,它长期徘徊在数字化的门外。众多知名半导体制造商....
发表于 2020-07-15 15:28 47次阅读
基于TAS55xx系列数字音频器实现高保真数字功...

基于FPGA可编程逻辑器件实现智能交通车辆识别检...

智能交通系统是将先进的信息技术、移动通信技术和计算机技术应用在交通网络,建设一种全方位的、实时准确的....
发表于 2020-07-14 18:03 169次阅读
基于FPGA可编程逻辑器件实现智能交通车辆识别检...

基于FPGA的SPI总线传输技术提供更好的选择和...

SPI(Serial peripheral interface——串行设备接口)是摩托罗拉公司推出的....
发表于 2020-07-14 17:50 126次阅读
基于FPGA的SPI总线传输技术提供更好的选择和...

FPGA促进AI发展,2019-2023年AI用...

目前,25%的商业已经实现了AI/机器学习(ML),未来两年内将达72%。带来的好处是在核心功能方面....
发表于 2020-07-14 17:39 296次阅读
FPGA促进AI发展,2019-2023年AI用...

基于Virtex6系列FPGA和DSP处理器实现...

新一代移动通信技术5G通信正在如火如荼的推进当中,5G相比4G带来了数据流量和传输速率的大幅度提升,....
发表于 2020-07-14 17:32 211次阅读
基于Virtex6系列FPGA和DSP处理器实现...

基于Cyclone IV系列FPGA实现X射线采...

本文设计的X射线采集传输系统的硬件框图如图1所示。图像采集与传输系统的硬件包含三个部分,X射线探测器....
发表于 2020-07-14 17:24 100次阅读
基于Cyclone IV系列FPGA实现X射线采...

FPGA预计是数据中心加速器市场中年均增长率最高...

数据中心市场的加速芯片主要包括CPU、GPU、FPGA和ASIC等。据Semico Research....
发表于 2020-07-14 17:19 118次阅读
FPGA预计是数据中心加速器市场中年均增长率最高...

基于XILINX的V5系列FPGA实现数据通信平...

传统的数据链存在着误码率高、衰落大、干扰严重等问题,即使采用高效的信息压缩编码技术仍难以满足高光谱、....
发表于 2020-07-14 17:04 153次阅读
基于XILINX的V5系列FPGA实现数据通信平...