基于FPGA高速实时数据传输系统设计方案
基于FPGA的高速数据采集系统设计
基于FPGA的高速数据采集系统设计随着科学技术的不断进步,数据采集系统在许多领域都发挥着重要作用。
为了满足高速数据采集的需求,基于现场可编程门阵列(FPGA)的高速数据采集系统设计应运而生。
本文将介绍这一系统的设计原理和关键技术。
首先,我们需要了解FPGA的基本原理。
FPGA是一种可编程的硬件设备,可以根据需要重新配置其内部逻辑电路。
这使得FPGA在数据采集系统中具有极大的灵活性和可扩展性。
与传统的数据采集系统相比,基于FPGA的系统可以实现更高的采样率和更低的延迟。
基于FPGA的高速数据采集系统设计主要包括以下几个关键技术。
首先是模数转换(ADC)技术。
ADC是将连续的模拟信号转换为数字信号的关键环节。
在高速数据采集系统中,需要使用高速、高精度的ADC来保证数据的准确性和完整性。
其次是FPGA内部逻辑电路的设计。
为了实现高速数据采集,需要设计高效的数据处理逻辑电路。
这些电路可以实现数据的实时处理、存储和传输等功能。
同时,还需要考虑电路的时序约束和资源分配等问题,以确保系统的稳定性和可靠性。
另外,时钟同步技术也是高速数据采集系统设计的重要内容。
在高速数据采集过程中,各个模块需要保持同步,以确保数据的准确性。
因此,需要设计合理的时钟同步方案,保证各个模块在同一个时钟周期内完成数据的采样和处理。
最后,还需要考虑系统的接口和通信问题。
基于FPGA的高速数据采集系统通常需要与其他设备进行数据交互,如计算机、存储设备等。
因此,需要设计合适的接口和通信协议,实现数据的传输和存储。
综上所述,基于FPGA的高速数据采集系统设计涉及多个关键技术,包括ADC技术、FPGA内部逻辑电路设计、时钟同步技术以及接口和通信问题。
通过合理的设计和优化,可以实现高速、高精度的数据采集,满足现代科学研究和工程应用的需求。
这将为各个领域的数据采集工作带来巨大的便利和发展空间。
基于FPGA结构高速PCIe总线传输系统设计与实现
参考内容
基本内容
在现代计算机系统中,快速、高效的数据传输是至关重要的。直接内存访问 (DMA)是一种可实现这一目标的技术,其允许特定设备直接从内存中读取或 写入数据,而无需通过CPU进行干预。如今,基于FPGA(现场可编程门阵列) 的PCIe(Peripheral Component Interconnect Express)总线接口的DMA 传输设计已被广泛应用于高速、高效率的数据传输。
二、基于FPGA的PCIe总线接口的 DMA传输设计
基于FPGA的PCIe总线接口的DMA传输设计主要涉及两个关键部分:FPGA和DMA 控制器。
1、FPGA
在DMA传输设计中,FPGA被用作PCIe总线接口的实现。FPGA接收来自PCIe总线 的数据,并将其存储在内部RAM中。此外,FPGA还负责管理数据的传输过程, 包括数据的打包、解包、校验以及错误检测等。
系统设计:
基于FPGA结构高速PCIe总线传输系统的设计主要分为硬件设计和软件设计两 个部分。首先,硬件设计方面采用了高性能的FPGA芯片和相应的接口电路,以 确保数据传输的速度和稳定性。同时,为了提高系统的可靠性,采用了冗余设 计和故障检测技术。
其次,软件设计方面,通过对PCIe总线协议的研究和分析,采用了符合协议规 范的驱动程序和数据传输算法,以保证数据传输的正确性和实时性。此外,为 了提高系统的可维护性和可扩展性,采用了模块化和分层的设计方法。
系统测试与评估
为验证本次演示所设计高速数据采集系统的性能,我们进行了相应的测试。测 试结果表明,该系统的数据传输速度可达1000 MB/s,数据采集精度为12 bits,采样率可达1 GS/s,能够满足大多数高速数据采集应用的需求。评估 结果表明,本次演示所设计的高速数据采集系统在性能和稳定性方面具有一定 的优势。
基于FPGA的高速串行数据收发接口设计
基于FPGA的高速串行数据收发接口设计随着信息技术的不断发展,高速串行数据收发接口已经成为许多应用领域中的关键技术。
而基于FPGA的高速串行数据收发接口设计,可以充分发挥FPGA的并行计算和可编程性优势,实现高速数据传输和处理。
本文将介绍基于FPGA的高速串行数据收发接口的设计原理、关键技术和应用。
一、设计原理在高速串行数据收发接口中,主要涉及到以下几个方面的技术:物理接口、时钟同步、帧同步、数据编码和解码、差分信号传输等。
1.物理接口物理接口是指FPGA与外部设备之间进行数据传输的接口。
常见的物理接口包括LVDS、USB、PCIe等。
在设计中,需要选择合适的物理接口,并实现与FPGA之间的连接。
2.时钟同步时钟同步是指接收端与发送端的时钟信号保持同步,以确保数据的准确传输。
常见的时钟同步技术包括PLL锁相环、FIFO缓存等。
在设计中,需要使用适当的时钟同步技术,保证数据的稳定传输。
3.帧同步帧同步是指接收端能够正确识别数据帧的起始和结束标志,以及数据帧中的各个字段。
在设计中,通过使用标志位或者特定的编码格式,可以实现帧同步,保证数据的正确接收和解析。
4.数据编码和解码数据编码和解码是指将要传输的数据进行编码,以提高传输速率和抗干扰能力。
常见的数据编码和解码算法包括差分编码、曼彻斯特编码、8b/10b编码等。
在设计中,需要根据具体的应用需求,选择合适的数据编码和解码算法。
5.差分信号传输差分信号传输是指将发送端的信号分为正负两路进行传输,以提高传输速率和抗干扰能力。
差分信号传输可以有效抑制共模干扰和噪声,提高信号的可靠传输。
二、关键技术在基于FPGA的高速串行数据收发接口设计中,需要关注以下几个关键技术。
1.时钟和数据恢复由于传输中的时钟和数据可能存在相位偏移和抖动等问题,因此需要使用时钟和数据恢复技术来保持时钟的稳定,并将数据恢复到正确的状态。
2.信号完整性由于传输线上会存在反射、串扰等问题,需要采取合适的电路设计和布线策略,以提高信号的抗干扰能力和抗噪声能力,保证数据的可靠传输。
基于FPGA的高速多通道实时同步采集传输系统的设计与实现
S y nc hr o n o u s Ac q ui s i t i o n Tr a ns mi s s i o n S y s t e m Ba s e d o n FPG A
Du Yu - x i a o ,Z h a n g Ha o — t e n g ,C h e n We n - y u,Hu a n g Xu e — b i n,Ca i Z h e n — d i a n,Z h u o J i e ( S c h o o l o f A u t o m a t i o n , G u a n g d o n g U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y , G u a n g z h o u 5 1 0 0 0 6 , C h i n a )
Abs t r a c t :I n v i e w o f t he la f ws o f r e p e a t e d a n d c u mb e r s o me c o mmun i c a t i o n p r o c e s s, i n e ic f i e n c y a n d s ma l l d a t a t h r o u g h p u t o f t h e t r a di t i o n a l d u a l — c o r e c o nt r o l a c qu i s i t i o n s y s t e m o f mu l t i — l e a d EEG ma c h i n e, i t a d v a n c e s a h i g h s p e e d,mu l t i — c h a n n e l a n d r e a l — t i me s y n c hr o n o us a c q ui s i t i o n s y s t e m ,b a s e d o n FPGA. Th e SDRAM i s ma i n l y c o n t r o l l e d b y FPGA wh i c h F I F O・ - i n t e r na l i z e s t he S DRAM v i a t h e p r o g r a m t o a - ・ c hi e v e t h e a s y n c h r o n o u s c l o c k r e a d i n g — - wh i l e - - wr i t i n g o f t h e S DRAM b y t h e pi n g p o n g o p e r a t i o n o f t wo p a i r s o f F I FO o f SDRAM ,whi c h e ns u r e s t h e o n g o i n g o f i n t e r f a c e ’ S da t a t r a n s mi s s i o n b e t we e n F PGA a n d ARM a n d e ic f i e n t c o mmu ni c a t i o n b y c o n c i s e a n d r i g o r o us pa r a l l e l i n t e r f a c e a g r e e me n t s .Th e F PGA a n d S DRAM c a n b e e q u i v a l e n t t o a S DRAM wh i c h c a n a u t o ma t i c a l l y c o l l e c t da t a .Te s t s s h o w t ha t t h i s s y s t e m a v o i ds t h e r e pe a t e d c o p y o f t r a n s f e r p r o c e s s a n d r e d un d a nt c o mpl e x d a t a t r a n s f e r o p e r a t i o n,a nd i mp r o v e s t he d a t a t h r o u g h pu t a n d t r a ns f e r r a t e,wh i c h me e t s t h e r e q u i r e me n t f o r t h e d e s i g n i n d e x e s o f 2 5 6- l e a d EEG ma c h i n e wi t h t h e s a mpl e re f q u e n c y u p t o 2 0 k Hz o r e v e n hi g h e r . Ke y wo r d s:2 5 6- l e a d EEG;t he h i g h- s p e e d mu l t i - c ha nn e l s a mp l i n g;t he t e c h n i q u e o f r e a l — t i me s y n c h o- r ni z a t i o n:F PCA
基于FPGA的LVDS设计
基于FPGA的LVDS设计FPGA(Field Programmable Gate Array)是一种可编程逻辑设备,具有非常强大的计算和处理能力。
而LVDS(Low Voltage Differential Signaling)则是一种低电压差分信号传输技术,可以在远距离传输高速数据。
首先,我们将简要介绍FPGA和LVDS的基本原理。
FPGA是一种集成电路,可以实现各种不同的数字逻辑功能。
它由大量的逻辑门、寄存器和资源单元组成,这些单元可以根据用户的需要进行编程和配置。
用户可以使用HDL(硬件描述语言)来描述电路功能,并通过编译工具将其转换为FPGA上的配置文件。
由于FPGA的可编程性,它非常适合用于实现复杂的逻辑功能或进行实时计算处理。
LVDS是一种差分信号传输技术,用于在远距离传输高速数据。
它通过发送两个互补的信号来传输数据,其中一个信号是通过电流上升时发送的,另一个信号是通过电流下降时发送的。
由于这种差分信号的传输方式,LVDS可以提供较高的传输速度和抗干扰能力。
在LVDS传输中,发送器和接收器之间需要一对差分信号线来传输数据,其中一个线上的信号是通过反相的形式传输的。
基于FPGA的LVDS设计可以实现多种应用。
例如,可以使用FPGA设计一个高速的数据接口模块,通过LVDS信号传输方式与其他设备进行数据交换。
这种设计可以应用于高速通信系统,比如以太网、光纤通信、雷达和无线通信等。
通过FPGA提供的高计算能力和灵活性,可以实现复杂的数据处理和处理算法,从而提高整个系统的性能和效率。
另外,基于FPGA的LVDS设计也可以用于图像处理领域。
例如,可以使用FPGA设计一个图像传输和处理模块,通过LVDS信号传输方式将图像数据从图像传感器传输到FPGA,并对图像数据进行实时处理。
这种设计可以应用于数字摄像机、医疗影像设备、工业检测系统等领域,实现高质量的图像采集和处理功能。
此外,基于FPGA的LVDS设计还可以用于音频视频传输领域。
基于FPGA的高速数据传输接口设计与实现
基于FPGA的高速数据传输接口设计与实现摘要:随着信息技术的不断发展,高速数据传输接口的设计和实现变得越来越重要。
本文基于现场可编程门阵列(FPGA)技术,设计并实现了一种高速数据传输接口。
通过对FPGA的编程,我们能够实现灵活、可定制的接口,满足不同应用场景的需求。
本文详细介绍了接口设计的原理、方法和实现过程,并进行了性能测试和评估。
实验结果表明,该高速数据传输接口具有良好的性能和稳定性,能够满足高速数据传输的要求。
关键词:FPGA,高速数据传输接口,灵活性,性能测试1. 引言随着现代科技的快速发展,数据传输速度的需求不断提高。
为了满足这一需求,研究人员提出了各种高速数据传输接口的设计方案。
然而,由于传统硬件的限制,这些接口往往无法满足实际应用的要求。
因此,本文采用了FPGA技术,设计并实现了一种高速数据传输接口,以提升数据传输速度和灵活性。
2. 接口设计原理本文采用了基于FPGA的设计方法,通过对FPGA的编程,实现了高速数据传输接口的设计。
FPGA具有可编程性和并行处理能力,可以根据应用需求进行灵活定制。
通过将数据传输接口的相关功能逻辑实现在FPGA中,可以大大提高传输速度和稳定性。
3. 接口设计方法本文采用了一种基于时钟同步的数据传输方法。
通过将数据传输分为发送端和接收端两个模块,利用时钟信号进行同步,确保数据的准确传输。
发送端将需要传输的数据编码成数字信号,通过FPGA的输出引脚进行传输;接收端通过FPGA的输入引脚接收数字信号,并解码还原成原始数据。
4. 接口实现过程本文采用Verilog HDL语言进行FPGA的编程。
首先,根据接口设计原理和方法,编写发送端和接收端的功能模块;然后,通过逻辑综合、布局布线和时序分析等步骤,生成FPGA的比特流文件;最后,将比特流文件下载到FPGA芯片中,完成接口的实现。
5. 性能测试与评估为了评估所设计的高速数据传输接口的性能,我们进行了一系列的性能测试。
基于FPGA的实时数据采集与远程传输系统设计
按照操作模式将有关选择信号固 " # $ % 的 控 制6 定6 这样 " 6 # $ %只需控制 ) ( N ( ’6 ’ U * ;8 ’ U d 由于转化后的串行 7 8 %’ % 和’ U N * 8 等 4组信号 ! 数据流的速率是输入并行数据的 1 因此 " F倍 6 # $ % 控制并行数据输入的速率为 1 此外 6 由于系 1;‘e ! 统 时 钟 频 率 较 高6 # * D设 计 时 需 要 仔 细 考 虑 各 种
图 1 数据采集系统总体结构
每次数据采集过程中 6 " # $ % 对外部采样同步 信号进行分频和整形 6 送到各块信号转换板触发其 进行 %7 的 :;< 7 8 采样和按 * %9 地址顺次输出 1 = 串行数据流 !" # $ % 接收数据和其他外部信号量 6 进行串并转换 > 数学处理 > 前向纠错 ? 编码后 6 @ " ( * 再控 制 * C : 5 C芯 片 进 行 4 7 E AB * D D编 码 和 并 串 转 化后 6 通过光纤传送到远端的接收方 ! 每块信号转 换板有 1 每个通道在一次采样中提供 2 2 5个通道 6 F 并不 的数据 ! 这样 6 虽然数据流的速度 1 :;< 7 < G H = 是很 高 6 当使用 1 F块 信 号 转 换 板 时 每 次 采 集 的 数 据量也只有 2 但如果按系统要求依次对 E: F F< 6 G H 数据进行各项处理则需要大概 1: 当系统要 F FI 6 = 求以 最 小 采 样 周 期 B 5 FI ? 1=扫 描 12 5 F个 采 样 = 点@ 进行连续采 集 时 6 如何保证数据的实时性和准 确性就成为系统设计的难点和关键 !
基于FPGA的高速ADC与DAC数据传输算法优化研究
基于FPGA的高速ADC与DAC数据传输算法优化研究随着科技的不断进步,高速模数/数模转换器(ADC)和数模/模数转换器(DAC)在现代电子系统中扮演着越来越重要的角色。
FPGA(现场可编程门阵列)作为一种被广泛采用的硬件平台,为ADC和DAC的数据传输提供了优化的机会。
本文将探讨基于FPGA的高速ADC与DAC数据传输算法优化的研究。
一、引言随着科技和通信技术的迅猛发展,高速数据传输成为了许多应用领域的需求。
ADC和DAC作为数字信号处理中的重要组件,其速度和精度对整个系统的性能至关重要。
然而,传统的数据传输算法在高速数据转换中往往面临许多挑战,例如延迟、噪声和抖动等问题。
因此,基于FPGA的优化算法研究成为了重要课题。
二、背景目前,许多研究已经对ADC和DAC的数据传输进行了各种优化。
其中,一种常用的方法是采用并行传输。
通过将数据分成多个通道并同时传输,可以显著提高传输速度。
但是,在FPGA的资源限制下,增加通道数量可能会导致资源浪费和功耗增加的问题。
因此,需要研究更有效的数据传输算法。
三、算法优化基于FPGA的高速ADC与DAC数据传输算法优化研究面临的一个关键问题是如何充分利用FPGA的并行计算能力。
一种有效的方法是采用并行转换算法。
该算法通过将采样点划分为多个并行转换块,利用FPGA的并行处理单元同时进行转换,从而提高整体的转换速度。
此外,为了减少输入和输出的延迟,可以通过流水线技术将转换块连接起来,实现并发转换。
这种算法在高速数据传输中具有很高的实时性和稳定性。
另一种优化算法是基于加权平均的数据传输。
该算法通过在FPGA中实现加权平均器,将大量的转换结果进行加权平均,从而消除各种噪声和抖动。
这种算法不仅提高了数据传输的精度,还减少了噪声对系统性能的影响。
此外,加权平均算法具有较低的硬件要求,可以在低成本的FPGA上实现。
四、验证与应用基于FPGA的高速ADC与DAC数据传输算法优化研究的验证与应用可以通过实验进行。
基于FPGA的高速数据采集与处理系统研究
基于FPGA的高速数据采集与处理系统研究近年来,随着科技的不断发展和进步,以及信息化时代的到来,传统的数据采集与处理方式已经无法满足日益增长的数据处理需求,而基于FPGA的高速数据采集与处理系统成为了一种重要的选择。
本文将从以下几个方面探讨基于FPGA的高速数据采集与处理系统的研究。
一、FPGA的基本概念与特点FPGA全称为Field Programmable Gate Array,即现场可编程门阵列。
它是一种可编程逻辑器件,具有灵活性高、可重复编程、性能优异等特点。
FPGA的基本结构由可编程逻辑单元、可编程连线资源和I/O单元组成。
其中,可编程逻辑单元用于实现逻辑运算,可编程连线资源用于连接不同逻辑单元,I/O单元则用于与外部设备进行数据交互。
FPGA的工作原理是通过将Verilog或VHDL等高级语言代码编译成二进制文件,然后通过下载到FPGA芯片中实现功能。
FPGA具有灵活性高、可重复编程、性能优异等特点,如在数据采集和处理中,由于采集数据来源的差异性和复杂性,需要对采集和处理过程进行实时控制,使用FPGA可实现强大的实时控制能力,能够将数据采集与处理相结合,达到高效、稳定和可靠的数据处理效果。
二、基于FPGA的高速数据采集采集数据是数据处理的第一步,准确且高效的数据采集对于后续的数据处理具有至关重要的意义。
在基于FPGA的高速数据采集系统中,通常采用DMA(Direct Memory Access)方式实现高速数据传输,以便实现高效的数据采集。
DMA是一种数据传输方式,其不需要CPU的介入,直接将数据从外部设备读写到内存中,从而有效提高数据采集速度和效率。
在基于FPGA的数据采集系统中,通常在FPGA外加一块高速缓存,通过DMA方式,在缓存区内进行前端数据的处理和分包,然后再通过FPGA与下一段处理单元进行数据交互。
三、基于FPGA的高速数据处理基于FPGA的高速数据处理是本文的重点。
数据处理是对采集到的数据进行计算、分类、过滤、压缩等处理操作,直接决定了数据处理的质量和效率。
基于FPGA的低成本长距离高速传输系统的设计与实现
Abs r t: W i t e VDS in l r du e b Al r Cy l e I F tac t h L h sg a p o c d y t a e con II PGA I O c nn l h s se / ha e ,t e y t m c mp ee t e ih—s e d — o l td h hg pe d a
稳 定性 。
关 键 词 :数 据 传 输 ; 高速 : 距 离 ; P A; V S 远 FG L D
中图 分 类 号 :T 3 2 2 P 0 . 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :0 5 — 9 8 2 1 )0 0 1 - 4 2 8 7 9 (0 0 1 — 0 2 0
De i n a m pl m e t to f l w -c s o sg nd i e n a i n o o o t l ng-d s a c g it n e hih-s e pe d
b s d o d t r s i s o y t m a e n FPGA a a ta m s i n s s e n
么
中 大 生 子 计 章 距 离高速 传 输系 统 的 PA 设 计 与 实现
王 康 , 智勇 郭
( 子科 技 大 学 通 信 与信 息 工 程 学院 , 电 四川 成 都 6 3 ) 17 1 1
摘 要 :借 助 A ea C co e I P A 的 L D / 通 道 产 生 L D h r y ln I F G I V S IO V S信 号 ,稳 定 地 完 成 了 数 据 的 高
本 文 提 出 的 高 速 数 据 远 距 离 传 输 系 统 方 案 以 A ea h r
公 司 C co e I yln I I系 列 低 成 本 F G 芯 片 E 3 5 1 4 8为 PA PCE4C
基于FPGA的高速实时数据采集存储系统设计
关 键 词 : 据 采 集 ;P A;L S 存 储 器 ; 时监 测 数 FG FAH 实
中图分 类号 :N 1 T 9
文献标 识码 : A
文章编号 :0 2—14 (0 1 0 0 6 O 10 8 1 2 1 )8— o 4一 3
H i h・pe d a a -i eDa a Ac u sto n g - e nd Re ltm t q iiin a d s
2 1正 01
仪 表 技 术 与 传 感 器
I sr me t T c n q e a d S n o n tu n e h iu n e s r
2 011
第F G 的高速 实时数 据 采 集存 储 系统 设 计 P A
何 亓 张会新 刘 波 熊继军 , , ,
0 引 言
数据形式记 录其工作状 态。存储 器与地 面测试 台、 计算机 配合
完 成数 据存储 过 程 中的联 机实 时监 测 与数据 记 录 、 分析 等工 作 。总体框 图如图 1 所示 。
S o a e S se Ba e n FP t r g y t m s d o GA
H i,H N u-i LU B X O GJ- n E Q Z A G H i n ,I o , I N iu x j ( . e a oao yo s u nainS i c 1 K yL b r tr fI t me tt c ne& D n mi M esrmet N rhU ies yo hn ) nr o e y a c au e n ( ot nvri f ia , t C
M i sr u a o h r d, i u n 0 0 5 Ch n 2 S in e a d Te h oo y o e t o i e t& i y f n t o Ed c t n o S a i f e Ta y a 3 0 1, i a; . ce c n c n l g n Elc r n c T s
基于FPGA的高速数字信号处理系统设计与实现
基于FPGA的高速数字信号处理系统设计与实现随着时代的进步和科技的发展,数字信号处理(Digital Signal Processing,简称DSP)在各个领域中扮演着重要角色。
而FPGA (Field Programmable Gate Array)作为一种强大的可编程逻辑器件,已经被广泛应用于高速信号处理系统中。
本文将探讨基于FPGA的高速数字信号处理系统的设计与实现。
1. 引言高速数字信号处理系统在实时性和处理速度方面要求较高。
传统的通用处理器往往无法满足这些需求,而FPGA的并行处理能力和灵活性使其成为处理高速数字信号的理想选择。
本文将着重讨论FPGA系统的设计和实现。
2. FPGA基础知识2.1 FPGA原理FPGA是一种可编程逻辑器件,由大量的可编程逻辑单元和存储单元构成。
通过编程可以实现逻辑门、存储器和各种电路。
FPGA的可重构性使得其适用于不同的应用领域。
2.2 FPGA架构常见的FPGA架构包括查找表(Look-up Table,简称LUT)、寄存器和可编程互连网络。
LUT提供逻辑功能,寄存器用于数据存储,而可编程互连网络则实现不同逻辑单元之间的连接。
3. 高速数字信号处理系统设计3.1 系统需求分析在设计高速数字信号处理系统之前,需要明确系统的需求和目标。
这可能包括处理速度、资源利用率、功耗等方面的要求。
3.2 系统架构设计基于FPGA的高速数字信号处理系统的架构设计是关键步骤之一。
需要根据系统需求和目标来选择合适的算法和硬件结构。
可以采用流水线结构、并行处理结构等以提高处理速度。
3.3 硬件设计硬件设计包括选择FPGA器件、选择合适的外设、设计适配电路等。
通过合理的硬件设计可以实现信号处理系统的高速和稳定运行。
4. 实现与验证4.1 FPGA编程使用HDL(Hardware Description Language)进行FPGA编程。
常用的HDL语言包括VHDL和Verilog。
基于FPGA的高速实时数据采集处理系统
A3 Sl ¥ 6 一 1
触发数据 的转换 和获 取 , 而数据 转换 时间 由采样 时钟控 制 , 一
次转换完成需 要 1 采样 周期 , 6个 在前 4个 时钟 周期 内数 据输
出线上为 4个 0 接着是转换 的 1 , 2位 数据 , 上升沿 到来时转
图 2 ADG 0 5 6的 电路 原 理 图
a q ii o y tm ih c mp s d o e F GA a d a s c ae e p e a ic i a a s t n l g s n l ih s e d r a i g c u st n s s i e wh c o o e ft P n so it d p r h r lcr ut c n t n mi a ao i ast h g p e e d n h i s r g o
2 1 信号 的调理及模数转换 电路设计 . 信号 的调理部分 包括 一阶 滤波和 运放 跟随 。运 放跟 随通 过 0 47 P 17实现 , P 17是工 业标准 O 0 0 47 P7系列运 放 的第 四代
产 品 , 内集 成 了 4片 运 算 放 大 器 , 有 低 输 入 偏 置 电 流 、 输 片 具 低
FG P A及 其外围电路 ,P A作为 主控单 元 , FG 负责对 模拟 开关 和
0 47 P 17可采用 士 . 2 5一±1 5V双 电源供 电 ,. 2 5V的低供 电 电 压使其 由电池供 电即可正常稳定地 工作 , 为其应 用于便携 式数 据采集提供 了可能 。电路 连接 构成 电压跟 随器 , 引进 了负反 馈, 稳定 了输入 信号 , 并且提高 了运放带负载 的驱动能力 。
出失调电压 、 低温 漂 、 低噪声 、 高精 度 等特点 , 些性 能使其 在 这
高速数据传输中的FPGA调制解调系统设计与信道编码
高速数据传输中的FPGA调制解调系统设计与信道编码在高速数据传输领域,FPGA(现场可编程门阵列)调制解调系统的设计和信道编码起着至关重要的作用。
本文将讨论该系统的设计原理、关键技术以及在信道编码方面的应用。
一、FPGA调制解调系统设计原理FPGA调制解调系统是一种通过硬件实现的数字信号处理方法,广泛应用于高速数据传输和通信领域。
其设计原理可以简要概括为以下几个方面:1. 基带信号处理:FPGA模块通过实现数字滤波器、混频器等算法来对基带信号进行处理,以提取或生成所需的调制信号。
2. 调制器设计:调制器是FPGA调制解调系统的核心部分,常见的调制方式包括调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)等。
设计调制器需要考虑调制方式、调制指数和波形的合适选择。
3. 解调器设计:解调器是将接收到的调制信号还原为基带信号的关键组件。
解调器的设计需要考虑解调方式的选择,例如相干解调、非相干解调和差分解调等。
4. 数字信号处理(DSP):FPGA调制解调系统中的DSP模块负责对调制信号进行数字化处理,包括滤波、频谱分析、符号解调等。
二、关键技术及其应用在FPGA调制解调系统设计中,有几个关键技术在实际应用中具有重要意义。
下面将介绍这些技术及其在高速数据传输中的应用。
1. 快速傅里叶变换(FFT):FFT是一种高效的频谱分析技术,在FPGA中广泛应用于调制解调系统的相关处理中。
通过FFT,可以将信号从时域转换到频域,实现对信号频谱的快速分析和处理。
2. 信号同步技术:在高速数据传输中,信号的同步对于系统可靠性和性能有着重要影响。
FPGA调制解调系统可以通过采用同步技术,如时钟同步和码同步等,确保接收端与发送端的信号同步,从而提高传输效率。
3. 码表技术:在数字通信领域,使用码表来调制信号可以有效地提高数据传输速率和带宽利用率。
FPGA调制解调系统通过灵活配置码表,实现对数据的高效编码和解码,从而提高传输效率和可靠性。
基于FPGA的多通道高速数据采集系统设计共3篇
基于FPGA的多通道高速数据采集系统设计共3篇基于FPGA的多通道高速数据采集系统设计1随着现代科技的高速发展,各种高速数据的采集变得越来越重要。
而基于FPGA的多通道高速数据采集系统因具有高速、高精度和高可靠性等优点,逐渐受到了越来越多人的关注和青睐。
本篇文章将围绕这一课题,对基于FPGA的多通道高速数据采集系统进行设计和探讨。
1、FPGA的基础知识介绍FPGA(Field-Programmable Gate Array)是可重构的数字电路,可在不使用芯片的新版本的情况下重新编程。
FPGA具有各种不同规模的可用逻辑单元数,可以根据需要进行定制化配置。
FPGA可以根据需要配置每个逻辑单元,并使用活动配置存储器从而实现功能的完整性、高速度和多样化的应用领域。
2、多通道高速数据采集系统的设计在高速数据采集领域中,多通道采集是非常常见的需求。
多通道采集系统通常由高速采集模块、ADC芯片、DSP芯片等核心部件组成。
在本文中,我们将会采用 Analog Devices(ADI)公司的AD7699高速ADC和Xilinx(赛灵思)公司的Kintex-7 FPGA,来设计多通道高速数据采集系统。
2.1系统架构设计系统架构是设计一个多通道高速数据采集系统的第一步。
本系统的架构由两个主要芯片组成,分别为高速的ADC模块和FPGA模块。
其中ADC模块负责将模拟信号转换为数字信号,而FPGA模块则负责将数据处理为人类可以处理的数据。
2.2模块设计由于本系统是多通道高速数据采集系统,所以我们需要设计多个模块来完成数据采集任务。
在本系统中,每个模块包含一个ADC芯片和一个FPGA芯片,用于处理和存储采集的数据。
ADC 芯片可以通过串行接口将数据传递给FPGA芯片,FPGA芯片则可以将数据存储在DDR3内存中。
2.3信号采集与处理对于多通道高速数据采集系统,信号的采集与处理是至关重要的。
因此我们需要谨慎设计。
在本系统中,每个通道的采样速率可以达到1MSPS,采样精度为16位。
基于FPGA的高速数据长线传输系统的设计
基于FPGA的高速数据长线传输系统的设计
郭宝锋;韩壮志;何强;尚朝轩;曾慧燕;马少闯
【期刊名称】《测控技术》
【年(卷),期】2012(031)005
【摘要】提出了以CycloneⅡ系列FPGA芯片EP2C5T144为核心,基于低压差分信号(LVDS)接口技术的高速数据长线传输系统的设计方案,该方案利用FPGA实现数据的串/并、并/串转换以及LVDS信号的驱动和接收,解决了不同接口标准的电平转换、阻抗匹配以及信号长线传输过程中的衰减与恢复等问题,具有设计简单、抗干扰能力强、体积小、成本低、集成度高等优点.通过实验表明,该系统工作稳定,实现了串行数据在100m非屏蔽双绞线上以50 Mb/s的速率传输,并且具有良好的传输效果,完全满足系统设计要求.
【总页数】4页(P85-88)
【作者】郭宝锋;韩壮志;何强;尚朝轩;曾慧燕;马少闯
【作者单位】军械工程学院,河北石家庄050003;军械工程学院,河北石家庄050003;军械工程学院,河北石家庄050003;军械工程学院,河北石家庄050003;军械工程学院,河北石家庄050003;军械工程学院,河北石家庄050003
【正文语种】中文
【中图分类】TN91
【相关文献】
1.基于FPGA的多通道高速数据传输系统的设计 [J], 杨若愚
2.基于FPGA的8路VGA长线传输系统设计 [J], 时仲盟;胡晓吉
3.基于FPGA的高速数据传输系统设计与实现 [J], 李正军;周志权;赵占锋
4.基于FPGA的超高速数据采集传输系统的设计与实现 [J], 焦喜香;罗进川;向海生
5.基于FPGA的多通道高速数据传输系统的设计 [J], 杨若愚
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于FPGA的高速数据传输研究_
图1 RocketIO收发器内部结构示意图对齐、8B/10B编码、时钟修正和通道绑定[2]。
1.2 RockerIO GTX内部结构RocketIO GTX收发器由两部分组成:PCS(Physical Coding Sublayer)和PMA(Physical Media Attachment,物理媒介层),如图1所示。
其中PMA部分主要包括串行和解串器、发送和接收驱动器、时钟产生和恢复单元;PCS 部分主要包括8B/10B 编解要使RocketIO模块以最佳性能工作,实际设计中需要考虑到诸多设计因素,本节将对设计中经常遇到的问题进行讨论。
2.1 参考时钟高速串行数据的传输中,为了实现高速,对时钟的要求当然就更为苛刻,这就要求用来驱动收发器的时钟必须具备高性能、低抖动的特点。
一般来讲,GTX收发器提供了3种参考时钟的驱动方式:①从外部GTX专用时钟端口输入来驱动时钟路由;②从相邻Quard的专用时钟路由获取;③从FPGA内部获取。
每个Q u a d中都拥有两个专用差分时钟输入MGTREFCLK0[P/N]和MGTREFCLK1[P/N],它们是时钟源的接口,为整个GTX的时钟提供保障。
在设计中,当选用这种方式的时钟供应时,需要对原语IBUFDS_GTXE1进行例化。
需将原语IBUFDS_GTXE1的输出做为GTXE1的端口MGTREFCLKTX[0]图2 单个外部参考时钟用法图3 TXOUTCLK驱动TXUSRCLK2 (双字节模式)行数据传输到发送接口,在用户时钟上升沿被采样并送入发送缓冲,经过编码以及串行化之后发送出去。
TXUSRCLK是PCS内部逻辑时钟,不允许用户直接使用,其大小取决于如下公式[3]:由于在设计中通常会选择8B/10B编码,因此16bit并行数据经过编码后变为20bit。
这里需要注意的是,需要设置属性GEN_TXUSRCLK=TRUE。
此时,TXUSRCLK端口必须拉低,逻辑时钟TXUSRCLK由GTX内部提供,并且用户时钟TXUSRCLK2大小与TXUSRCLK相同[4]。
基于FPGA的高性能数字信号处理系统设计
基于FPGA的高性能数字信号处理系统设计随着数字信号处理技术的发展,数字信号处理系统在通信、雷达、生物医学、图像处理等领域中得到了广泛应用。
而FPGA技术则因其高性能、可编程性和可重构性成为数字信号处理系统中的重要组成部分。
本文将从以下几个方面阐述基于FPGA的高性能数字信号处理系统设计,包括FPGA架构、数字信号处理算法、系统级设计方法和应用案例。
FPGA架构FPGA(Field Programmable Gate Array)是一种基于现场可编程的硬件逻辑芯片。
FPGA内部由可编程逻辑单元(PL)、内存单元(BRAM)和数字信号处理单元(DSP)等模块组成,可以实现数字信号处理和数据通路等复杂的逻辑功能。
FPGA架构的选择对数字信号处理系统的性能和功耗有很大的影响。
通常选择的FPGA架构有两种:面向计算型的FPGA和面向通信型的FPGA。
其中,面向计算型的FPGA适用于高性能计算应用,提供高速的时钟频率和大量的计算资源;而面向通信型的FPGA适用于高速数据通信应用,能够提供高速的数据传输和处理效率。
数字信号处理算法数字信号处理算法是数字信号处理系统的核心部分,其主要任务是实现输入信号的特定操作,例如通信领域的调制、解调、信道编码和解码,图像处理领域的滤波、变换和分割等。
不同的数字信号处理算法对FPGA内部资源的需求也不同。
为了实现高性能的数字信号处理,使用一些常见的优化方法也是必不可少的。
如采用低复杂度算法、算法设计的并行化等方法,可以降低算法的时间和空间复杂度,从而提升系统的性能。
系统级设计方法在数字信号处理系统设计中,系统级设计方法是至关重要的。
系统级设计旨在将不同模块的功能组合起来,并通过优化系统架构、分配资源,以实现数字信号处理任务。
常用的系统级设计方法包括时序分析、时序优化、布局和布线等。
时序分析可帮助设计人员识别电路中的时序约束,从而避免电路时序问题。
时序优化则是通过合理的资源分配和时钟树设计来优化时序关系。
基于FPGA实现的高速串口传输技术与实现
(5)将配置位流文件下载到FPGA芯片中,进行实际运行和测试。
4、结论
本次演示设计和实现了一种基于FPGA的以太网和串口数据传输系统,实现了 高速、高效的数据传输和共享。本系统的优点在于具有高度的灵活性和可扩展性, 可以方便地根据实际需要进行功能扩展和优化。由于采用了FPGA技术,本系统还 具有体积小、功耗低、可靠性高等优点,可以广泛应用于各种嵌入式系统和智能 设备中。
为了更好地实现基于FPGA的高速光纤通信数据传输技术,需要以下几个方面:
1.优化硬件设计:根据具体的应用场景和需求,选择合适的FPGA芯片和硬件 组件,并对其进行优化设计,以实现更高效的数据传输和处理。
2.完善软件算法:利用FPGA的并行处理能力和数字信号处理算法,进一步完 善软件算法,提高数据处理速度和可靠性。
最后,为了提高稳定性和可靠性,可以研究更为高效的错误检测和纠正算法, 以及研究如何提高数据传输的鲁棒性。
总结
本次演示介绍了基于FPGA实现的高速串口传输技术与实现。通过利用FPGA的 灵活性和高效性,我们成功地实现了高速串口传输技术,并在速度测试中验证了 其优势。然而,也需要注意到这种技术存在的不足和挑战。未来,高速串口传输 技术将会朝着更高速度、更低成本、更稳定可靠的方向发展。
参考内容
随着信息时代的到来,数据传输的速度和可靠性成为了关键的要素。光纤通 信作为一种现代化的数据传输方式,具有传输速度快、容量大、抗干扰能力强等 优点,被广泛应用于各个领域。为了进一步提升光纤通信的性能,基于FPGA(现 场可编程门阵列)的高速光纤通信数据传输技术得到了广泛的研究与实现。
FPGA是一种高度灵活的芯片,可以由用户进行编程配置,实现各种不同的逻 辑功能。在光纤通信领域,FPGA可以被用于实现数据编解码、信号调制解调、误 码纠正等功能,从而提升数据传输的速度和可靠性。
基于FPGA的高速数据传输方案设计与实现
基于FPGA的高速数据传输方案设计与实现
武荣伟;苏涛;翁春蕾
【期刊名称】《重庆邮电大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2010(022)002
【摘要】为解决目前信号处理系统中数据传输的瓶颈问题,设计并实现了一种基于可编程门阵列(field programma-ble gate array,FPGA)的高速实时数据传输方案.该方案借助Xilinx FPGA的ChipSync技术,稳定地完成了数据的串化/解串,以及通信链路相对延迟的精确测量和调整.同时,利用提出的数据传输同步方法一系统同步和串行低压差分信号(low-voltage differential signaling,LVDS)总线技术实现板卡间大量数据的高速传送,有效地保证了多通道传输的同步性和可靠性,并大大降低了系统互联的复杂度和系统成本.
【总页数】5页(P205-208,251)
【作者】武荣伟;苏涛;翁春蕾
【作者单位】西安电子科技大学雷达信号处理重点实验室,陕西,西安,710071;西安电子科技大学雷达信号处理重点实验室,陕西,西安,710071;西安电子科技大学雷达信号处理重点实验室,陕西,西安,710071
【正文语种】中文
【中图分类】TN919.3
【相关文献】
1.基于FPGA的SD卡高速数据存储系统设计与实现 [J], 郭宇;郑国辉
2.基于FPGA的高速数据采集系统设计与实现 [J], 杨金宙;徐东明;王艳
3.基于FPGA的高速数据传输系统设计与实现 [J], 李正军;周志权;赵占锋
4.基于FPGA的高速数据采集系统设计与实现 [J], 吴明锋
5.基于FPGA的LVDS无时钟数据传输方案设计与实现 [J], 毕彦峰;李杰;胡陈君因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
实现整个数据流从接收、存储、转换直到发送的过程由图一可以看出,在接收端经由 DVI[1]解码芯片传输的解码数据包含 24bit并行像素数据和三个同步信号——像素时钟 Pclk、数据使能信号 DE以及场同步信号 Vsy,fpga内部的写缓冲区控制器则会根据以上三个数据同步信号生成写缓冲区的写入地址,控制 24bit的像素数据信号存入写缓冲区中,并会在一段时间后向内存控制器发送读请求( wcache_rreq)以读出写缓冲区内的已写入数据,写缓冲区是由 fpga自带的 M4K块配置生成的双端口 RAM结构[2],采用乒乓操作,这样整个内存读取和缓冲区写入过程是各自独立进行的,保证所写入数据的完整性,内存控制器在接收写缓冲区控制器发送的读请求后,按照相应的写缓冲区地址读取数据,并将其写入片外静态存储器中,以上为像素数据的接收和存储过程;在发送端,帧同步产生及高速数据传输控制器通过 fpga自带的锁相环产生数据时钟 Dclk、帧同步 Fsy等信号,使读缓冲区控制器产生对读缓冲区的读取地址,读缓冲区控制器在产生读地址的同时,还会在一段时间间隔后向内存控制器发送写请求( rcache_wreq)以向被读过的读缓冲区部分写入新数据,同样读缓冲区也是双端口 RAM结构,采用乒乓操作,保证被发送数据的连续完整,被读出的 24bit数据经过一个 24bit/16bit数据转换器转换为 16bit并行数据之后才能输出给高速数据传输芯片,而内存控制器在接收读缓冲区控制器的写请求后在片外静态存储器中读出相应地址的数据写入读缓冲区中,这样整个数据的接收、存储、转换到发送的过程得以实现。
图四上为发送数据波形图,图四下为接收数据波形图。由图中对比可以看出,接收数据同发送数据均为依次加“1”的 24bit数据,实际测试结果证实整个高速实时数据传输系统设计满足设计要求,可以用于实际操作中。
5.结语
本系统在实际测试中,发送端数据时钟为 40MHz,由于高速数据传输芯片——TLK1501[4]可以传输 20倍频的串行数据流,因此实际在信道中传输的数据速度可以达到 800MHz,如此高的传输速度可以满足一般情况下的工程要求,而且本系统由于所选片外存储器的容量和操作速度上限制,没能将 TLK1501高速传输的特点充分发挥出来,相信在系统改进之后,传输速度达到 1G甚至更高的实时数据应该可以实现!
基于FPGA高速实时数据传输系统设计方案
引言
信息时代的日新月异,催促着各种各样的数据信息快马加鞭,人们在要求信息传输得越来越快的同时,还要求信息要来得更加及时,于是高速实时的数据传输就成为了电子信息领域里一个永远不会过时的主题。但是,可以清楚地看到,当今动辄成百上千兆的数据流一股脑的涌入,任何一个高速数据传输系统的稳定性和安全性等方方面面的问题都面临着极大的挑战,稍有考虑不周之处就会引起各种各样的问题,因此如何能安全高效的对高速数据进行实时接收、存储、处理和发送正是此次设计方案的目的。
写缓冲区控制器直接接收输入的 DVI数据同步信号,在每个 Vsy脉冲来时将写缓冲区写入地址清零,然后在“DE=1”时写缓冲区控制器内的地址计数器计数有效,在每个 Pclk上升沿进行计数加 1操作,这样在每个 DE有效时会产生一行的像素数据地址,再到下一个DE有效时地址计数器又会重新计数,如此循环,而写缓冲区会按照对应的地址将输入的 24bit并行像素数据同步写入缓冲区内。写缓冲区控制器会在地址计数器计数到半行数据地址的时候,向内存控制器发送写缓冲区读请求信号( wcache_rreq)和相应缓冲区地址,要求内存控制器对已写入的半行像素数据以 48bit并行数据格式进行读取,由于内存控制器的等效操作时钟远远高于写缓冲区的写入时钟,因此内存控制器会迅速的将已写入的半行数据读出并停止读数,等待下一个 wcache_rreq的到来,如此便形成了对写缓冲区的乒乓操作,保证了输入像素数据的正确和连续接收,避免产生像素数据漏接和不同步的现象。读缓冲区控制器的设计思路同上,不再赘述。
系统选用的片外静态存储器的地址总线为 19 位,数据总线为16 位,经公式(1)计算 可知采用三片内存的总容量正好可以存储两场1024×512 显示分辨率的图像,这样可以对存 储器进行乒乓操作,在存储器内写入一场数据,读取另一场数据,两者交替独立进行。
内存控制模块负责对片外存储器进行控制,其控制信号是两个低电平有效信号[3]:nWE 和nCS。nCS 为片选信号,当为高电平时存储器处于非工作状态,此时不能对存储器进行任 何操作,低电平时为正常工作状态,可以进行读写操作;nWE 为存储器写入信号,当置为 低电平时可以对存储器执行写入操作,置为高电平时则可以对存储器执行读取操作。内存控 制模块按照主状态机的当前状态来设定两个控制信号的高低电平对片外存储器进行控制。图 三为在QuartusII 硬件开发平台上通过逻辑分析仪实际采样出来的片外静态存储器工作时序 波形图[6],以中图为例,存储器由写入状态转为读取状态,存储器的地址总线信号和数据总 线信号的变化就可看出存储器状态的变化,在写入状态时地址总线按时钟周期发生变化,同 时会有48bit 并行数据写入相应内存地址中,而在存储器进入读取状态后,地址总线则变为 读取地址,存储器则会在延迟地址总线一个时钟周期后将48bit 数据经由数据总线读出。
3.1 写缓冲区控制器的设计
由 DVI[1]解码芯片输入给 fpga的像素时钟信号 Pclk、数据使能信号 DE以及场同步信号 Vsy表示 24bit并行像素数据的同步信息。例如: 1024×512显示分辨率的图像,则在每两个场同步信号 Vsy脉冲之间有 512个“DE=1”的数据有效信号,而在每个“ DE="1"”的数据有效信号中有 1024个 Pclk像素时钟信号,如此可将输送的像素数据同步。
4.实际测试结果
用 TLK1501[4]高速数据传输芯片集成的数据接收端口接收其发送端传输的高速串行数据流,在芯片内部自解码之后再恢复成 16bit数据传给 fpga,通过比对发送数据和接收数据的一致性就可以对逻辑设计、时序等方面进行验证,以保证设计正确。在实际测试时,用一组设计好的 24bitDVI数据取代实际传输的像素信号,而其他同步信号则仍为实际 DVI同步信号,这样做的目的就是可以对发送数据进行控制,方便与接收数据进行比对,设计的发送数据为一串依次加“1”的规律 24bit数,因此如果接收回的数据信号仍为依次加 “1”的 24bit数,则说明逻辑设计和时序方面没有问题,设计方案可以用于实际操作中。
3.3 24bit/16bit数据转换器的设计 [5] [6]
片外高速数据传输芯片为 16位输入数据总线 [4],而由 FPGA内部读缓冲区读出的是 24位并行数据,因此需要将 24bit数据转换成 16bit数据再输出。考虑到传送 12个 16bit数据可以等效为 8个 24bit数据,故将数据输出时钟 Dclk用一个 0~11的计数器进行计数,然后取其中的 8个连续时钟读取 24bit数据,这样就解决了 16bit数据和 24bit数据在传输上时钟不匹配的问题。读取的 24bit数据随后被分成两个 12bit数据依次装入 16个 12bit移位寄存器中,再由 Dclk一位一位打出并拼装成 16bit数据,发送给帧同步产生及高速传输芯片控制器进行码头加载,将自己编写的 16bit数据头校验码以及其他一组信息码插入数据流中输出给高速数据传输芯片,完成整个数据转换和发送过程。
2.设计方案的硬件选定
鉴于当前高速数据传输系统的设计方案大多是现场可编程门阵列(FPGA)加片外存储介质( SDRAM、SRAM、DDR等)的组合,于是本次设计方案同样采用这种组合方式,具体为一片 FPGA、三片静态存储器( sram)和一片高速数据传输芯片。 FPGA具有管脚多、内部逻辑资源丰富、足够的可用 IP核等优点,用作整个高速数据传输系统的控制模块极为合适,此次方案中选用 Altera公司的高性价比 Cyclone[2]系列 FPGA;静态存储器具有昀大的优点就是数据读取速度快,且控制信号简单易操作,昀适用于高速数据存储介质,方案选用 ISSI公司的 IS61LV51216型号的静态存储器 [3],其处理速度和存储容量满足系统设计的需要;TI公司的 TLK1501[4]是此次设计选用的高速数据传输芯片,其传输能力十分强大,不仅能满足当前设计的传输速度需要,还留有充分的带宽余量,为以后的系统改进提供了条件。上述三种芯片是此次高速数据传输系统所要用到的主要组成部件,其具体连接方式等问题不作讨论。
3.2 内存控制器的设计 [5] [6]
内存控制器里包含主状态机பைடு நூலகம்内存控制模块,,主状态机负责对两个缓冲区和片外静态存储器的读写状态控制,共有四个状态——空闲状态、写缓冲区读取状态、读缓冲区写入状态和读写交替状态,用于控制状态机状态转移的信号包括:写缓冲区读请求信号(wcache_rreq)、写缓冲区读取完成信号( r_over)、读缓冲区写请求信号( rcache_wreq)以及读缓冲区写入完成信号 (w_req)。状态机在没有任何操作请求下处于空闲状态,而当其接收到“wcache_rreq”信号时,状态就会随之变为写缓冲区读取状态并进行相应操作,而当读取操作完成后会有“ r_over”信号传入状态机,状态机又会转入空闲状态等待下一信号进入,而当状态机处于写缓冲区读取状态时接收到了“ rcache_wreq”信号,则状态机转入读写交替状态,此时会对写缓冲区和读缓冲区进行交替操作,一旦有一个缓冲区操作完成时会输入相应的操作完成信号,此时状态机即转入对另一缓冲区的单独操作直至操作完成再次进入空闲状态。整个状态转移过程保证了对读写缓冲区操作请求的及时响应,杜绝了由于状态冲突导致的漏操作现象。