摘 要:介绍了FPGA最新一代器件Virtex25上的高速串行收发器RocketIO。基于ML505开发平台构建了一个高速串行数据传输系统,重点说明了该系统采用RocketIO实现1. 25Gbp s高速串行传输的设计方案。实现并验证了采用FPGA完成千兆串行传输的功能目标,为后续采用FPGA实现各种高速协议奠定了良好的基础。关键词: FPGA;高速串行传输; RocketIO; GTP 在数字系统互连设计中,高速串行I/O技术取代传统的并行I/O技术成为当前发展的趋势。与传统并行I/O技术相比,串行方案提供了更大的带宽、更远的距离、更低的成本和更高的扩展能力,克服了并行I/O设计存在的缺陷。在实际设计应用中,采用现场可编程门阵列( FPGA)实现高速串行接口是一种性价比较高的技术途径。
上传时间: 2013-11-22
上传用户:lingzhichao
摘要: 串行传输技术具有更高的传输速率和更低的设计成本, 已成为业界首选, 被广泛应用于高速通信领域。提出了一种新的高速串行传输接口的设计方案, 改进了Aurora 协议数据帧格式定义的弊端, 并采用高速串行收发器Rocket I/O, 实现数据率为2.5 Gbps的高速串行传输。关键词: 高速串行传输; Rocket I/O; Aurora 协议 为促使FPGA 芯片与串行传输技术更好地结合以满足市场需求, Xilinx 公司适时推出了内嵌高速串行收发器RocketI/O 的Virtex II Pro 系列FPGA 和可升级的小型链路层协议———Aurora 协议。Rocket I/O支持从622 Mbps 至3.125 Gbps的全双工传输速率, 还具有8 B/10 B 编解码、时钟生成及恢复等功能, 可以理想地适用于芯片之间或背板的高速串行数据传输。Aurora 协议是为专有上层协议或行业标准的上层协议提供透明接口的第一款串行互连协议, 可用于高速线性通路之间的点到点串行数据传输, 同时其可扩展的带宽, 为系统设计人员提供了所需要的灵活性[4]。但该协议帧格式的定义存在弊端,会导致系统资源的浪费。本文提出的设计方案可以改进Aurora 协议的固有缺陷,提高系统性能, 实现数据率为2.5 Gbps 的高速串行传输, 具有良好的可行性和广阔的应用前景。
上传时间: 2013-10-13
上传用户:lml1234lml
摘 要:介绍了FPGA最新一代器件Virtex25上的高速串行收发器RocketIO。基于ML505开发平台构建了一个高速串行数据传输系统,重点说明了该系统采用RocketIO实现1. 25Gbp s高速串行传输的设计方案。实现并验证了采用FPGA完成千兆串行传输的功能目标,为后续采用FPGA实现各种高速协议奠定了良好的基础。关键词: FPGA;高速串行传输; RocketIO; GTP 在数字系统互连设计中,高速串行I/O技术取代传统的并行I/O技术成为当前发展的趋势。与传统并行I/O技术相比,串行方案提供了更大的带宽、更远的距离、更低的成本和更高的扩展能力,克服了并行I/O设计存在的缺陷。在实际设计应用中,采用现场可编程门阵列( FPGA)实现高速串行接口是一种性价比较高的技术途径。
上传时间: 2013-10-22
上传用户:semi1981
数据采集即利用计算机获取信息,通过数据采集过程,真实世界的信息变成计算机可以识别的二进制代码,并可供计算机存储和进一步处理,或者通过网络传输,数据采集卡就是实现数据采集过程的工具,本文将详细介绍dsp高速数据采集系统的设计.
上传时间: 2013-12-30
上传用户:hopy
随着我国工农业生产的发展和人民生活水平的提高,作为国民经济基础之一的电力行业取得了迅猛的发展,电力系统输配电的安全性和可靠性也越来越受到电力系统运行、管理和科研人员的关注。输电线路的各种事故是影响电力线路安全运行的重要因素之一。本文正是在这一前提下,在参考国内外大量文献及研究成果的基础上,设计实现了一套输电线路综合在线监测系统。 本文研制的输电线路在线监测终端通过测量线路的泄漏电流、分布电压、气候参数以及图像信息,并将数据进行采集、处理后,将数据发送到后台监控中心,达到对输电线路运行状况进行实时监测的目的,并以此为依据给出线路的评估信息提供给电力部门作为其安排检修的依据,可以大大减少电力部门的工作量并预防线路事故的发生。 针对本系统功能丰富、监测参数众多的特点,作者设计了基于ARM的数据采集与传输系统。通过对ARM资源的合理分配,实现了监测终端的数据采集处理功能。终端的数据传输功能由ARM和无线传输模块配合完成,实现了GPRS和GSM SMS两种数据传输方式。 本文是对输电线路综合在线监测终端数据采集与传输系统设计和研究工作的总结,本文内容主要偏重于监测终端硬件和软件的研究设计。论文在最后一部分对运行得到的数据也进行了分析、总结。 本文研制的输电线路综合监测终端已在在几条高压输电线路上挂网运行,运行结果表明系统各方面性能良好,满足设计要求。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:zhaiyanzhong
蓝牙(Bluetooth)技术是近年来国外先进国家研究发展最快的短程无线通信技术之一,能够广泛地应用于工业短距离无线控制装置、近距离移动无线控制设备、机器人控制、办公自动化及多媒体娱乐设备等局部范围内无线数据传输的领域中。在我国,由于对蓝牙技术的研究还处于研究开发的初级阶段, 还没有形成蓝牙数据短距离无线通信的一套开放性应用标准。 在无线音频传输领域内,传统的基于模拟调制方式的无线音频传输由于抗干扰能力较差,传输的音频质量会受到较大的影响,而国内市场上的蓝牙音频产品仅支持单声道语音传输。所以,对基于蓝牙技术的高品质多通道音频传输技术的研究将具有一定的技术创新性,在无线音频传输领域也具有较为广阔的市场前景。 本文以嵌入式蓝牙技术与音频信号传输系统为研究开发课题,参考国外蓝牙技术协议标准,利用功能模块单元与嵌入式技术,目标是研制一种基于嵌入式开发应用的高品质双声道蓝牙无线音频传输系统。本系统通过对双声道线性模拟音源的数字化MP3编解码处理,结合基于嵌入式应用的简化后的HCI层蓝牙应用协议,实现了蓝牙信道带宽内的高品质双声道音频信号点对点的传输。 在硬件设计上,系统采用了模块化设计思想。发送端和接收端由音频处理模块、控制传输模块和无线模块三部分构成。其中,音频处理模块以MAS3587音频处理芯片为核心,负责音频信号的AD采样、MP3压缩和解压缩以及DA还原等工作;控制传输模块以MSP430F169为核心,负责MP3数据帧的高速传输以及蓝牙接口协议控制;无线模块采用蓝牙单芯片解决方案(集成蓝牙射频、基带和链路管理等),负责MP3数据帧的射频发送和接收。模块与模块之间采用工业标准接口方式连接。音频处理模块和控制传输模块之间采用DMA方式的通用并口(PIO);控制传输模块与蓝牙模块之间采用DMA方式的通用异步串口(UART)。 在软件设计上,系统主要由蓝牙协议解释、传输控制和芯片驱动三部分构成。在蓝牙协议解释上,系统采用了基于HCI层的ACL数据包透明传输方式;在传输控制上,采用了基于通用并口(PIO)和异步串口(UART)的DMA方式高效率批量数据传输技术;芯片驱动主要指对MAS3587的基本配置。 对目标系统的测试实验采用了目前流行的音频测试虚拟仪器软件Adobe Audition 1.5。实验项目包括扫频测试、音乐测试、听觉测试、距离测试以及抗干扰测试等。实验结果表明,输入音源在经过MP3编码、发射、接收及MP3解码后,音频质量基本上没受影响,实际双声道音质接近于CD音质,而无线传输的可靠性远高于模拟无线音频传输,几乎没有断音与错音,充分体现了嵌入式蓝牙无线技术的优势。
上传时间: 2013-05-27
上传用户:稀世之宝039
随着信息时代的到来,用户对数据保护和传输可靠性的要求也在不断提高。由于信道衰落,信号经信道传输后,到达接收端不可避免地会受到干扰而出现信号失真。因此需要采用差错控制技术来检测和纠正由信道失真引起的信息传输错误。RS(Reed—Solomon)码是差错控制领域中一类重要的线性分组码,由于它编解码结构相对固定,性能强,不但可以纠正随机差错,而且对突发错误的纠错能力也很强,被广泛应用在数字通信、数据存储系统中,以满足对数据传输通道可靠性的要求。因此设计一款高性能的RS编解码器不但具有很大的应用意义,而且具有相当大的经济价值。 本文首先介绍了线形分组码及其子码循环码、BCH码的基础理论知识,重点介绍了BCH码的重要分支RS码的常用编解码算法。由于其算法在有限域上进行,接着介绍了有限域的有关理论。基于RS码传统的单倍结构,本文提出了一种八倍并行编码及九倍并行解码方案,并用Verilog HDL语言实现。其中编码器基于传统的线性反馈移位寄存器除法电路并进行八倍并行扩展,译码器关键方程求解模块基于修正的欧几里德算法设计了一种便于硬件实现的脉动关键方程求解结构,其他模块均采用九倍并行实现。由于进行了超前运算、流水线及并行处理,使编解码的数据吞吐量大为提高,同时延时更小。 本论文设计了C++仿真平台,并与HDL代码结果进行了对比验证。Verilog HDL代码经过modelsim仿真验证,并在ALTERA STRATIX3 EP3SL15OF1152C2 FPGA上进行综合验证以及静态时序分析,综合软件为QUATURSⅡ V8.0。验证及测试表明,本设计在满足编解码基本功能的基础上,能够实现数据的高吞吐量和低延时传输,达到性能指标要求。本论文在基于FPGA的RS(255,223)编解码器的高速并行实现方面的研究成果,具有通用性、可移植性,有一定的理论及经济价值。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:思琦琦
高速数据采集系统在信号检测、雷达、图像处理、网络通信等领域有广泛应用,不同的应用要求使用不同的总线和不同的设计,但是,无论基于何种应用,其设计的关键在接口的实现上。 @@ 随着cPCI总线技术的发展,cPCI总线逐渐代替了PCI总线、VME总线,成为测控领域中最受人们青睐的总线形式。 @@ 为满足高速采集过程中数据传输速度的要求和采集卡与PC机连接的机械强度的要求,本论文提出设计基于cPCI总线接口的数据采集系统。设计中利用单片FPGA芯片实现PCI协议,代替传统的FIFO芯片和串并转换芯片,并完成对模拟电路的控制功能;并提出将应用程序中的一部分数据读写操作放入动态链接库中,减少因应用程序反复调用驱动程序而造成的资源浪费和时间的延迟。 @@ 通过分析PCI总线协议,理解高频数字电路设计方法和高速数据采集原理,本文开发了基于cPCI接口的高速数据采集系统。经过综合测试和现场应用验证表明,采集系统已达到了要求的性能指标。 @@关键词:FPGA;数据采集系统;cPCI; PC
上传时间: 2013-07-08
上传用户:ikemada
随着计算机技术的突飞猛进以及移动通讯技术在日常生活中的不断深入,数据采集不断地向多路、高速、智能化的方向发展。本文针对此需求,实现了一种应用FPGA的多路、高速的数据采集系统,从而为测量仪器提供良好的采集数据。 本文设计了一种基于AD+FPGA+DSP的多路数据采集处理系统,针对此系统设计了基于AD9446的模数转换采集板,再将模数转换采集板的数据传送至基于FPGA的采集控制模块进行数据的压缩以及缓冲存储,最后由DSP调入数据进行数据的处理。本文的设计主要分为两部分,一部分为模数转换采集板的设计与调试,另一部分为采集控制模块的设计与仿真。 经设计与调试,模数转换模块可为系统提供稳定可靠的数据,能稳定工作在百兆的频率下;采集控制模块能实时地完成数据压缩与数据缓冲,并能通过时钟管理模块来控制前端AD的采样,该模块也能稳定工作在百兆的频率下。该系统为多路、高速的数据采集系统,并能稳定工作,从而能满足电子测量仪器的要求。关键词:数据采集;FPGA;AD9446
上传时间: 2013-06-04
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在合成孔径雷达的研究和研制工作中,合成孔径雷达模拟技术具有十分重要的作用。本文以440MHz带宽线性调频信号,采样频率500MHz高分辨合成孔径雷达视频模拟器为研究对象。首先对模拟器的几项主要技术进行分析,在对点目标回波信号模型分析研究的基础上,对点目标原始回波数据进行模拟并做了成像验证,从而为硬件实现提供了正确的信号模型;针对传统的“波形存储直读法”方案,即在计算机平台上用模拟软件产生原始回波数据并存储,再通过计算机接口实现数据传输,最后完成数模转换产生视频信号这一过程,分析指出该方案在实现高分辨率时的速度和容量瓶颈。 针对具体的设计要求,围绕速度和容量问题,本文着眼于高分辨率SAR模拟器的FPGA实现研究,指出FPGA实时生成点目标原始回波数据是其实现的核心;针对这一核心问题,充分利用现代VLSI设计中的流水线技术与并行阵列技术以及FPGA的优良性能和丰富资源,在时间上采用同步流水结构、空间上采用并行阵列形式,将速度和容量问题统一为数据的高速生成问题;给出了系统总体设计思想,该方案不需要大容量存储器单元,大大减少模拟器复杂度;对原始回波数据实时生成模块的各主要单元给出了结构并进行了仿真,结果表明FPGA可以满足课题设计要求;同时,对该模拟器片上系统的实现、增强人机交互性,给出了人机界面的设计思路。 分析指出了点目标原始回波数据实时生成模块通过并行扩展即可实现多点目标的原始回波数据实时生成;最后对复杂场景目标模拟器的实现进行了构思,指出了传统方案在改进的基础上实现高分辨率视频模拟器的可行性。本文首次提出以FPGA实现高分辨率合成孔径雷达原始回波数据实时生成的思想,为国内业界在此方向做了一些理论和实践上的有益探索,对于国内高分辨率合成孔径雷达的研制具有一定的实际意义。
上传时间: 2013-05-26
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