隨著航空、航天技術的迅猛發(fā)展,其嵌入式電子系統(tǒng)的性能指標日益復雜、數(shù)據(jù)傳輸量逐日遞增、數(shù)據(jù)傳輸速率不斷提高。因此,針對航空儀器的地面測試系統(tǒng)逐步趨向于自動化、高速化、多功能化的發(fā)展方向。針對這一發(fā)展趨勢,本文設計了一種基于FPGA的高速數(shù)字I/O系統(tǒng),該系統(tǒng)通過采用高速緩存、PCIE總線、動態(tài)重配置等關鍵技術完成設計,在保證與上位機進行實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r,實現(xiàn)了多種系統(tǒng)功能的動態(tài)重配置,從而達到測試設備的通用性。本文首先圍繞高速數(shù)字I/O系統(tǒng)在測試領域中的研究背景及其發(fā)展現(xiàn)狀進行了詳細分析,并根據(jù)目前數(shù)字I/O領域遇到的發(fā)展瓶頸,深入研究了高速緩存、PCIE總線、動態(tài)重配置等技術難點在高速數(shù)字I/O系統(tǒng)中的關鍵作用,并提出了一種基于多功能動態(tài)重配置技術的高速數(shù)字I/O系統(tǒng)設計方案,完成了各技術難點的設計選型。其次對各技術難點逐一進行了詳細的邏輯設計及時序分析:1、在高速緩存模塊中,本文主要采用基于單通道DDR2 SDRAM芯片的乒乓雙緩存設計方法,對原本雙通道的高速緩存設計方法進行了改進。且為了進一步提高數(shù)據(jù)傳輸速率,本文采用靜態(tài)時序分析的方法,分別對時序裕量及最高工作頻率進行了詳細分... 

【文章來源】：北京工業(yè)大學北京市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

數(shù)據(jù)包結構圖

第 2 章 高速數(shù)字 I/O 系統(tǒng)方案設計通過上述分析可以發(fā)現(xiàn)，事務層數(shù)據(jù)包 TLP 位于最頂層直接與用戶邏輯進行交互，所以在用戶邏輯設計過程中，對 TLP 包的組裝及解包尤為重要。TL包組裝的方式根據(jù)事務類型的不同而有所區(qū)別，由于在本課題中與上位機直接的數(shù)據(jù)傳輸主要采用存儲器(讀/寫)的工作模式，所以此處僅以存儲器操作事務類型為例對 TLP 包進行分析，存儲器型 TLP 包的組裝格式如圖 2-2 所示。

圖 2-3 配置空間映射圖Fig.2-3 The configuration space mapping 的分析可知，每個 PCIE 總線的配置空間包含用于映射 PCIE 存儲空間的地址。此處的 PCIE 的概念，存儲空間主要分為 Memory 和 I/O 兩用于對存儲容量要求較大的情況下，I/O 類型由于在本課題中采用存儲空間對上位機發(fā)送的指令信息進行存儲，占用存儲空間較多，所以將硬件板卡視作為上位機的虛擬空間。要是指在保證硬件資源不變的情況下，采用一種系統(tǒng)功能的靈活配置。由于在本課題中要分功能進行動態(tài)切換，所以對重配置技術的靈活

【參考文獻】：
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本文編號：3141309