一种串行高速芯片互连接口逻辑设计与实现

在计算机系统中,总线技术对整个系统的性能和功能都有直接影响,通过研究高速信号传输的特点,分析串行高速芯片互连协议,实现了一种串行高速芯片互连接口逻辑,并实现了FPGA平台的与处理器互连和芯片间互连的验证。最终达到了设计性能要求和可靠性要求,互连接口数据传输速率达到6.4GT/s。     

FPGA+SRIO+VPX架构的多路高速互连信息处理系统实现

针对国防、军工等领域对数据带宽、传输速率、通道数量和数据运算处理速度等要求不断提高的现状,设计了高集成度的复合架构的多路高速互连信息处理系统;该系统利用多片FPGA的GHT高速接口用于接口连接与信息处理,采用SRIO交换技术用于板内外高速互连,通过VPX接口与系统组成数据传输网络,以实现数据传输和处理的高效结合;还进行了系统软件架构试,表明该系统在6U尺寸内实现了板间96路10 Gbps高速数据信号接收、56路10 Gbps高速数据信号发送、12路10 Gbps高速数据光信号发送,板内32路10 Gbps高速数据信号互连;系统10 Gbps多路数据传输通路能满足军工级苛刻环境应用要求,其多路10 Gbps数据传输能力在国内军工模块电路中处于国内领先、国际先进水平。     

基于AXI总线的DMA控制器的设计与实现

为提高直接内存存取（direct memory access,DMA）控制器数据传输效率,满足第三代移动通信终端基带芯片的实际应用,提出了一种基于高级扩展接口(advanced extensible interface,AXI)总线实现DMA控制器的专用集成电路(application specific integrated circuit,ASIC)硬件实现方法。在用硬件描述语言（Verilong HDL）实现整个设计的基础上,运用编译仿真工具进行了功能仿真,利用综合工具SYNOPSYS的Design Compiler对其综合。经过现场可编程门阵列（fieldprogrammable gate array,FPGA）验证,确保该控制器可以作为一个独立的知识产权(intellectual property,IP)核嵌入到ASIC系统中,该设计已成功运用于TD-LTE终端基带芯片中。     

多路高速互连信息处理系统及其FPGA实现

针对复杂嵌入式计算领域对多通道数据传输的速率和规模需求越来越高,给出了一款基于VPX的多路高速互连信息处理系统的整体原理设计;该系统的核心组件有3片FPGA、1片PPC和1片SRIO,为了实现板内外多路10 Gbps高速信号通信,利用高性能FPGA的大量高速收发器,进行了合理的功能设计、GTH时钟设计和主机端加载设计;最后FPGA板内板间GTH测试表明,该系统很好地实现了板间96路10 Gbps高速数据信号接收、56路10 Gbps高速数据信号发送、12路10 Gbps高速数据光信号发送、板内32路10 Gbps高速数据信号互连;该系统具有高集成度、高带宽、高速率等特点,经实验测试,其性能稳定,具有良好的实践效果。     

基于AXI总线串行RapidIO端点控制器的FPGA实现

针对现代高性能嵌入式系统高速串行RapidIO (SRIO)信号接入的应用需求, 提出一种基于AXI总线的SRIO端点控制器IP核设计方案。以XC5VLX220-FF1760现场可编程门阵列芯片为目标器件, 利用硬件设计实现SRIO接口电路。该方案采用合理的硬件结构, 能够提高信息采集和输出的时效性。此外, AXI总线能够使SRIO端点控制器IP核更方便地集成到SoC芯片中, 可以在片内提供更高的数据传输带宽。利用SRIO协议实现的FPGA内置多DSP IP核, 读写操作速率能稳定地达到每通道3.125 Gb/s, 表明所提出的IP具有高性能。     

Linux系统中PCI设备DMA数据传输的实现

将传统数据传输方式与存储器直接存取（direct memory access,DMA）数据传输方式进行了对比分析,结合外设组件互连标准（peripheral component interconnection,PCI）总线的特点,以嵌入式Linux系统为平台,重点分析了PCI设备驱动程序中DMA数据传输实现机制,给出了传输实现的基本结构及单元组成,并以实际例子介绍了基于PCI9080芯片的DMA传输实现。经测试验证,该方法可满足实际的传输要求。     

地震勘探数字滤波芯片CS5376与FPGA的接口设计

该文阐述了高度集成的地震信号采集单元的工作原理,重点研究采集单元主控制器——现场可编程门阵列(FPGA)和地震信号滤波芯片CS5376的接口设计。介绍2种数据接口方案:FPGA的串行外设接口(SPI)分时复用,即同时用作命令通道和数据通道;基于FPGA硬件逻辑用VHDL语言自行设计的专用串行数据接口(SD口)。测试表明,这2种方案都能实现FPGA和CS5376之间可靠的数据传输,自行设计的SD接口具有更高的数据传输率,但是结构比较复杂。     

激光告警中FPGA与DSP的高速数据传输

针对激光告警图像处理系统对于实时性要求高,要求数据快速传输,以及所要处理的数据量大的特点,将增强的直接存储器访问数据传输方式应用到图像数据传输的技术中。基于TI公司TMS320C6713 DSP芯片和XILINX公司XC2S200PQ208 FPGA芯片的图像处理系统,介绍了系统中FPGA芯片的时序逻辑控制,DSP外部存储器接口(external memory interface,EMIF)与FPGA的硬件接口设计,并着重描述了DSP与FPGA之间增强的直接存储器访问(enhanced direct memory access,EDMA)传输方式的配置和程序设计流程。传输过程不需要CPU干预就可实现数据在存储空间中的高速搬移,并且采用Ping-Pong缓存结构,从而使CPU可以在数据传输的同时进行数据处理,充分发挥出了DSP芯片的性能,为整个系统的实时性提供了有力保证。     

基于基片集成波导互连的16进制正交振幅调制高速传输系统

为了进一步提高数据的传输速率,采用16进制的正交振幅调制(16QAM)方式,设计实现了一种新颖的基于基片集成波导互连的高速数据传输系统.基片集成波导经设计加工和测试,其带宽为14~28GHz,通带内插损约为0.5dB;16QAM互连系统经先进系统设计(ADS)软件仿真验证,得到了清晰的眼图及星座图,最大传输速率可达到20Gb/s,是传统基片集成波导(SIW)互连系统的数据传输速率的4倍.因此,采用16QAM的SIW高速互连系统与传统的采用载波调制方式的SIW互连系统相比,可显著增加SIW的频带利用率,进而提高系统的数据传输速率.     

高速轨道车辆速度加速度测量与存储系统

为了准确测量高速车辆运行过程中的速度和加速度,并在出现意外撞击的情况下仍能完好保存测量数据,笔者开发了一套基于Altera公司EP1C3T144芯片的嵌入式测量系统.利用AD7656完成多路加速度信号的快速同步采集,采用20MHz的标准时钟信号对装在车轮上的磁旋转编码器进行填充计数,从而得到运输车辆的速度值和加速度.系统通过FPGA控制高速大容量非易失存储器DS1270,实现测量数据的实时保存,测试完成后通过配套接口和软件将数据传输至上位机进行后续分析处理.通过实验验证,系统达到设计要求.     

应用红外无线技术的动态数据互连

为了设计新型双通道互连器件，应用红外无线传输技术和光互连理论建立了一种动态互连模型，给出了动态光场和静态场在轴向距离d、角度偏差θ和离轴偏差L情况下的计算公式．依据动态互连模型设计了一种双通道互连器件，并测试了互连器件的传输速率．实验结果表明：利用动态互连模型设计的器件能够使传输信号通过旋转面，双通道互连器件最高数据传输速率可达到2．14Mb／s．     

基于PCIe高速通信接口的图像处理系统设计

面向图像处理数据的高速传输和快速处理需求,设计实现了基于PCIe高速通信接口的图像处理系统。在Net FPGA SUME平台的基础上,借助Riffa PCIe架构实现中央处理器(central processing unit,CPU)和现场可编程门陈列(field-programmable gate array,FPGA)高速数据传输,充分发挥PCIe总线接口高效性、灵活性、可扩展、低延迟传输性能。设计统一图像处理和管理硬件接口,支持高效实现卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)手写字符识别的FPGA加速处理。测试表明:PCIe传输速度可以达到2. 86 GB/s; CNN手写字符识别单张图片运行时间为1. 58 ms。研究结果可有效提升图像处理系统的数据传输和处理能力。     

基于GSM技术的LED显示屏无线数据传输接口设计

为了实现对LED显示屏进行无线数据传输,设计了一种基于GSM技术的无线数据传输接口.介绍了LED显示屏的系统组成、ZZD102＋字库型LED控制卡和无线数据传输接口的设计方法,对短信的编码和解码进行了详细地说明,给出了主程序流程图和Unicode码到机内码的转换说明,最后简要介绍了基于GSM技术的LED显示屏无线数据传输接口的使用.设计的LED显示屏无线数据传输接口可实现利用短信实时更新LED显示屏信息的功能.     

基于USB总线的多功能车辆总线网卡设计与实现

对多功能车辆总线（MVB）网卡的结构进行分析,运用VHDL语言实现FPGA中的逻辑设计,使用USB总线实现PC机与FPGA之间的高速数据传输,从而实现PC机与MVB网卡的通信.介绍了USB接口部分的硬件电路设计、FPGA的软件设计以及上位机的软件设计.目前,本设计方案已成功应用于某地铁列车通信控制系统.     

基于WIFI技术的远程示波器实验设备研制

为满足电子类实验教学对示波器功能及性能指标的要求,设计了参数可灵活设定、应用场所不受空间限制的无线示波器设备。系统以FPGA( Field Programmable Gata Array) 作为主控制器用于信号的处理,硬件部分主要由信号调理模块、A/D( Analog-to-Digital) 转换模块、无线传输模块、电源模块组成,上位机基于Labview 可视化编程软件设计。硬件采集处理部分与软件客户端通过WIFI 技术进行参数与信号传输,使观测效果不受被测点空间位置的限制。系统可同时实现4 路信号的采集与无线观测。经测试,该系统最高可分辨700 kHz 的波形特征,可准确测试2 MHz 的信号频率与幅值。该系统与实验室现有传统示波器互为补充,可满足本科实验教学及课外实践的设备要求。     

光ATM交换系统与SDH传输网的线路接口

研究了基于自由空间光交换技术的宽带光ＡＴＭ交换系统,该系统与ＳＤＨ传输网的线路接口对６２２Ｍｂｉｔ／ｓ的高速信号进行处理,完成多种功能．对该接口功能进行了分析,解决了同步时钟恢复和信头处理问题．