基于FPGA的高速串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、針對不同項目的需求，本文設(shè)計了兩個高速接口。某信號處理機在傳送數(shù)據(jù)時對傳輸速度有很高的要求。USB3.0接口在市場上已經(jīng)廣泛普及，并且具有即插即用、傳輸速度快、兼容性強等優(yōu)點，最大傳輸速度可達(dá)5Gbps。在此背景下，本文首先設(shè)計了以FPGA為控制中心、DDR2 SDRAM為數(shù)據(jù)緩存、USB3.0接口作為與計算機進(jìn)行數(shù)據(jù)通信接口的高速數(shù)據(jù)傳輸電路。視頻采集卡是進(jìn)行視頻處理必不可少的硬件設(shè)備，對數(shù)據(jù)傳輸要求也很高，在研究和分析現(xiàn)有的高速數(shù)據(jù)

2、傳輸接口技術(shù)的前提下，將PCI Express總線技術(shù)作為研究對象，根據(jù)任務(wù)需求基于FPGA對PCI Express總線接口進(jìn)行了程序設(shè)計，并在計算機上開發(fā)了硬件設(shè)備的驅(qū)動程序和性能測試軟件。
　　論文首先對兩種接口技術(shù)的研究背景、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和接口協(xié)議進(jìn)行了介紹，然后根據(jù)任務(wù)設(shè)計要求，分別構(gòu)建了傳輸電路的系統(tǒng)框圖。USB3.0接口主要工作是設(shè)計了一種以FPGA內(nèi)部的片上FIFO和DDR2 SDRAM為架構(gòu)的高速緩存器，設(shè)計了U

3、SB3.0在從FIFO工作模式下的GPIFⅡ狀態(tài)機，完成了VHDL控制程序的編寫;PCI-E接口主要工作是在FPGA中實現(xiàn)了PCI-E接口邏輯，通過PIO設(shè)計對內(nèi)部寄存器進(jìn)行讀寫操作，驗證了PCI-E存儲器讀寫以及完成等事務(wù)邏輯。數(shù)據(jù)傳輸使用DMA方式，介紹了DMA引擎模塊的設(shè)計方法，對DMA讀寫操作的流程進(jìn)行了分析。
　　經(jīng)測試，USB3.0接口可以穩(wěn)定的實現(xiàn)155MB/S的數(shù)據(jù)無誤差傳輸，解決了數(shù)據(jù)傳輸速度瓶頸;PCI-E接口