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基于FPGA的PCI主从接口的设计

PCI(Peripheral Component Interconnect)总线是一种高性能,广泛使用的计算机局部总线,其接口电路已经成为各种计算机系统很重要的功能模块电路。使用可编程器件来实现PCI接口,其优点在于灵活的可编程性,可以依据插卡进行功能最优化,实现紧凑的系统设计,从而大大降低产品成本。根据实际需求,利用VHDL硬件描述语言设计了基于FPGA的32位/33MHz的PCI接口模块的IP核,并内嵌Xilinx公司的32位软处理器核MicroBlaze,从而在一片FPGA上就实现了快速高效的PCI主从接口和本地端处理器及其他控制逻辑。仿真结果正确,实际PCI板卡的调试运行良好。文中主要内容包括:1.从总体设计思路,自顶向下各个功能模块的设计,以及本地端接口通信协议的制定和其他各个方面进行了详细的分析讨论。2.研究了多状态机的协同设计(Concurrent Design)。当电路过于庞大,时序状态非常复杂时,可以将电路合理  (本文共114页) 本文目录 | 阅读全文>>

国防科学技术大学
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激光陀螺姿态测量系统中高速数据采集与传输研究

论文根据激光陀螺姿态测量系统中高速数据传输的实际需求,对基于PCI总线的数据采集与传输的实现方法进行了深入研究,利用PCI IPcore实现了基于FPGA的PCI主、从模式接口,设计并制作了PCI扩展卡和PC/104-plus扩展板,进行了实验测试。实验表明,该接口符合PCI协议的要求,实现了姿态测量系统数据的高速传输。论文首先分析了实现PCI接口的主要方法,确定了使用FPGA和PCI IPcore来实现PCI接口的设计方案,将其他用户逻辑与PCI接口逻辑集成于单片FPGA芯片上,提高了系统的集成度。其次,在深入理解PCI总线协议的基础上,分析了PCI主、从模式接口的性能特点和设计难点。按照Altera公司提供的pci_mt32 MegaCore在PCI主、从模式存储器读/写交易中的时序,利用状态机设计了PCI本地端主、从模式控制逻辑电路和DMA控制逻辑电路,并在QuartusⅡ软件中进行了时序仿真,确保了所设计逻辑电路的时序与...  (本文共87页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安电子科技大学
西安电子科技大学

PCI总线接口设计的应用与研究

PCI(Peripheral Component Interconnect)总线接口的实现方法主要有以下两种:(1)单独的PCI接口芯片。(2)基于CPLD(Complex Programmable Logical Device)或FPGA(Field Programmable Gate Array)设计PCI接口。本文分别介绍了这两种方法。在论文前半部分分析和讨论了PCI规范的基本数据传输过程,并在此基础上设计开发了一个基于PCI总线接口的数字信号处理系统。首先在论文第一部分论述了PCI总线规范中基本传输过程及其终止的实现思想。然后主要分析和介绍使用PLX公司的PCI9054芯片实现数字信号处理系统PCI接口的硬件设计。特别是对PCI9054内部寄存器值的设定方式做了较为详尽的论述。接着实现了基于PCI9054接口芯片的驱动程序及与主机的系统通信。在论文后半部分分析和讨论了PCI总线接口设计的FPGA实现方法。首先论述的FPG...  (本文共74页) 本文目录 | 阅读全文>>

《测控技术》2013年07期
测控技术

一种基于FPGA的PCI接口设计

PCI总线是Intel公司提出的一种高性能计算机总线,具有很强的兼容性,支持多组外围设备并且不依赖具体的处理器。PCI总线支持64位数据传输、多总线主控和线性突发方式(burst),可工作在33 MHz或66MHz。传输的带宽最高可达到528 Mbi“s。此外pCI总线还具有即插即用、中断共享等优点,这些使PCI总线具有非常广泛的应用前景。用FPGA或者CPLD自行设计PCI接口,该设计方法具有较强的灵活性,可以自由实现接口连接设备所需要的功能,因此具有较高的性能价格比。本文首先对PCI总线接口控制器进行分析;然后对本次设计的PCI总线接口各个功能模块做了细致的分析和研究,重点介绍了主/从接口状态机的结构和工作过程;最后对所设计的PCI总线接口硬件进行了仿真评估。1 PCI接口信号及总线操作在PCI应用系统中,取得总线控制权的设备为主设备,被主设备选中进行通信的设备称为从设备或目标设备。对于相应的接口信号线,通常分为必备的和可选...  (本文共4页) 阅读全文>>

西安电子科技大学
西安电子科技大学

基于FPGA高速通用串行接口的设计与应用

伴随数字信号处理技术的快速发展,数据吞吐量与日俱增,给数据传输带来了新的挑战。高速串行传输系统的出现在一些领域取代了并行数据传输,提高了传输速率,降低了系统成本和设计难度。采用FPGA为核心的通用高速串行接口模式已经逐渐成为实现高速数字信号处理平台的重要实现手段。本文的主要研究内容如下:首先,较为详细的介绍了Xilinx公司FPGA芯片内置的高速串行接口——吉比特收发器(GTP)。从其应用领域,到内部结构,再到工作原理,阐述了Xilinx FPGA内置的吉比特收发器适用于高速串行传输应用。对Xilinx公司的GTP设计和使用的原理、配置方法进行了简单介绍,并利用仿真平台对GTP的设计思路和结果进行了详实地验证。其次,依托Rapid IO协议的基本内容,提供了基于Xilinx FPGA的SRIO接口设计的原理,并给出了基于SRIO为接口的高速信号处理系统的设计思路,通过构建SRIO通用硬件测试平台,对SRIO的多种工作模式进行了仿...  (本文共84页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京邮电大学
北京邮电大学

基于FPGA的指纹比对加速卡接口模块的设计与实现

现代社会对人们身份识别和验证的要求日益迫切,而指纹识别技术是目前应用最为广泛的生物特征识别技术。在实际应用中,我们常常需要将待测的少数指纹与一个超大规模的指纹数据库中数量巨大的指纹进行比对。在这种情况下,高准确率算法的计算复杂性和比对需要的高速度形成了一对矛盾。解决这个矛盾的方法之一是采用带有硬件加速设备的两级比对系统,即先由硬件完成指纹粗比对,然后再根据粗比对结果由软件进行细比对来判断两枚指纹是否匹配。在这两级系统中,由于使用了专门的硬件加速设备分担了指纹比对的运算量,因而提高了指纹比对的速度。本文讨论的基于FPGA的指纹比对加速卡,就采用了这种两级指纹比对系统。该加速卡的功能是将现场指纹和库指纹进行粗比对,计算出待测的现场指纹相对于库指纹的角度和位置偏移量,以便于细比对模块将指纹对齐,进而进行细比对来判定两枚指纹是否匹配。该加速卡设计目标是满足100万人以上的超大规模指纹库,设计比对速度为10,000枚/秒。论文主要包括三部...  (本文共67页) 本文目录 | 阅读全文>>