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基于FPGA的甚短距離高速并行光傳輸系統(tǒng)研究

甚短距離傳輸(VSR)是一種用于短距離(約300 m～600m)內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓鈧鬏敿夹g(shù).它主要應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)、核心路由器(CR)、光交叉連接設(shè)備(OXC)、分插復(fù)用器(ADM)和波分復(fù)用(WDM)終端等不同層次設(shè)備之間的互連,具有構(gòu)建方便、性能穩(wěn)定和成本低等優(yōu)點(diǎn),是光通信技術(shù)發(fā)展的一個(gè)全新領(lǐng)域,逐漸成為國(guó)際通用的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù),成為全光網(wǎng)的一個(gè)重要組成部分. 本文深入研究了VSR并行光傳輸系統(tǒng),完成了VSR技術(shù)的核心部分--轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),使用現(xiàn)場(chǎng)可編程陣列FPGA(Field Programmable GateArray)來(lái)完成轉(zhuǎn)換器電路的設(shè)計(jì)和功能實(shí)現(xiàn).深入研究現(xiàn)有VSR4-1.0和VSR4-3.0兩種并行傳輸標(biāo)準(zhǔn),在其技術(shù)原理的基礎(chǔ)上,提出新的VSR并行方案,提高了多模光纖帶的信道利用率,充分利用系統(tǒng)總吞吐量大的優(yōu)勢(shì),為將來(lái)向更高速率升級(jí)提供了依據(jù).根據(jù)萬(wàn)兆以太網(wǎng)的技術(shù)特點(diǎn)和傳輸要求,提出并設(shè)計(jì)了用VSR技術(shù)實(shí)現(xiàn)局域和廣域萬(wàn)兆以太網(wǎng)在較短距離上的高速互連的系統(tǒng)方案,成功地將VSR技術(shù)移植到萬(wàn)兆以太網(wǎng)上,實(shí)現(xiàn)低成本、構(gòu)建方便和性能穩(wěn)定的高速短距離傳輸. 本文所有的設(shè)計(jì)均在Altera Stratix GX系列FPGA的EP1SGX25F1020C7上實(shí)現(xiàn),采用Altera的Quartus Ⅱ開(kāi)發(fā)工具和 Verilog HDL硬件描述語(yǔ)言完成了VSR4-1.0轉(zhuǎn)換器集成電路和萬(wàn)兆以太網(wǎng)的SERDES的設(shè)計(jì)和仿真,并給出了各模塊的電路結(jié)構(gòu)和仿真結(jié)果.仿真的結(jié)果表明,所有的設(shè)計(jì)均能正確的實(shí)現(xiàn)各自的功能,完全能夠滿足10Gb/s高速并行傳輸系統(tǒng)的要求.

標(biāo)簽： FPGA 短距離 光傳輸 高速并行

上傳時(shí)間： 2013-07-14

上傳用戶：han0097

FPGA用于160Gbs高速光纖通信系統(tǒng)中PMD補(bǔ)償?shù)难芯?/a>

標(biāo)簽： FPGA 160 Gbs PMD

上傳時(shí)間： 2013-04-24

上傳用戶：suxuan110425

基于ARM與FPGA的高速數(shù)據(jù)采集技術(shù)研究

本文研究基于ARM與FPGA的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)技術(shù)。論文完成了ARM+FPGA結(jié)構(gòu)的共享存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了ARMLinux系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，包括觸摸屏控制、LCD顯示、正弦插值算法設(shè)計(jì)以及各種顯示算法設(shè)計(jì)等。同時(shí)進(jìn)行了信號(hào)的高速采集和處理的實(shí)際測(cè)試，對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。 論文分別從軟件和硬件兩方面入手，闡述了基于ARM處理器和FPGA芯片的高速數(shù)據(jù)采集的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，以及基于ARMLinux操作系統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)和應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。 硬件方面，在FPGA平臺(tái)上，我們首先利用乒乓操作的方式將一路高速數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻率為原來(lái)頻率1/4的4路低速數(shù)據(jù)信號(hào)，再將這四路數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)到4個(gè)FIFO中，然后再對(duì)這4個(gè)FIFO中的數(shù)據(jù)拼接并存儲(chǔ)在FPGA片上的雙端口雙時(shí)鐘RAM中，最后將FPGA的雙端口雙時(shí)鐘RAM掛載到ARM系統(tǒng)的總線上，實(shí)現(xiàn)了ARM和FPGA共享存儲(chǔ)器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使ARM處理器可以直接讀取這個(gè)雙端口雙時(shí)鐘的RAM中的數(shù)據(jù)，從而大大提高了數(shù)據(jù)采集與處理的效率。在采樣頻率控制電路設(shè)計(jì)方面，我們通過(guò)使FIFO的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)鐘降低為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的1/n實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集頻率降為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的1/n，從而實(shí)現(xiàn)了由FPGA控制的可變頻率的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 軟件方面，為了更有效地管理和拓展系統(tǒng)功能，我們移植了ARMLinux操作系統(tǒng)，并在S3C2410平臺(tái)上設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于Linux操作系統(tǒng)的觸摸屏驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)、LCD驅(qū)動(dòng)程序移植、自定義的FPGA模塊驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)、LCD顯示程序設(shè)計(jì)、多線程的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。應(yīng)用程序能夠控制FPGA數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)工作。 在前端采樣頻率為125MHz情況下，系統(tǒng)可以正常工作。能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)頻率在5MHz以下的信號(hào)波形的直接顯示；對(duì)5MHz至40MHz的信號(hào)，使用正弦插值算法進(jìn)行處理，顯示效果良好。同時(shí)這種硬件結(jié)構(gòu)可擴(kuò)展性強(qiáng)，可以在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)8路甚至16路緩沖的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可以使系統(tǒng)支持更高的采樣頻率。

標(biāo)簽： FPGA ARM 高速數(shù)據(jù) 采集

上傳時(shí)間： 2013-07-04

上傳用戶：林魚(yú)2016

應(yīng)用FPGA的高速數(shù)據(jù)采集

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn)以及移動(dòng)通訊技術(shù)在日常生活中的不斷深入，數(shù)據(jù)采集不斷地向多路、高速、智能化的方向發(fā)展。本文針對(duì)此需求，實(shí)現(xiàn)了一種應(yīng)用FPGA的多路、高速的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，從而為測(cè)量?jī)x器提供良好的采集數(shù)據(jù)。 　　 本文設(shè)計(jì)了一種基于AD+FPGA+DSP的多路數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，針對(duì)此系統(tǒng)設(shè)計(jì)了基于AD9446的模數(shù)轉(zhuǎn)換采集板，再將模數(shù)轉(zhuǎn)換采集板的數(shù)據(jù)傳送至基于FPGA的采集控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的壓縮以及緩沖存儲(chǔ)，最后由DSP調(diào)入數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理。本文的設(shè)計(jì)主要分為兩部分，一部分為模數(shù)轉(zhuǎn)換采集板的設(shè)計(jì)與調(diào)試，另一部分為采集控制模塊的設(shè)計(jì)與仿真。 　　 經(jīng)設(shè)計(jì)與調(diào)試，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊可為系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)，能穩(wěn)定工作在百兆的頻率下；采集控制模塊能實(shí)時(shí)地完成數(shù)據(jù)壓縮與數(shù)據(jù)緩沖，并能通過(guò)時(shí)鐘管理模塊來(lái)控制前端AD的采樣，該模塊也能穩(wěn)定工作在百兆的頻率下。該系統(tǒng)為多路、高速的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，并能穩(wěn)定工作，從而能滿足電子測(cè)量?jī)x器的要求。

標(biāo)簽： FPGA 高速數(shù)據(jù) 采集

上傳時(shí)間： 2013-05-24

上傳用戶：chuckbassboy

利用高速FPGA實(shí)現(xiàn)PCI總線接口的設(shè)計(jì)方案

PCI是一種高性能的局部總線規(guī)范，可實(shí)現(xiàn)各種功能標(biāo)準(zhǔn)的PCI總線卡。本文簡(jiǎn)要介紹了PCI總線的特點(diǎn)、信號(hào)與命令，提出了一種利用高速FPGA實(shí)現(xiàn)PCI總線接口的設(shè)計(jì)方案。\r\n

標(biāo)簽： FPGA PCI 總線接口 設(shè)計(jì)方案

上傳時(shí)間： 2013-08-30

上傳用戶：brain kung

基于FPGA的高階高速F IR濾波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法

提出了一種基于FPGA的高階高速F IR濾波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。通過(guò)一個(gè)169階的均方根\r\n升余弦滾降濾波器的設(shè)計(jì),介紹了如何應(yīng)用流水線技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)高階高速F IR濾波器,并且對(duì)所設(shè)計(jì)的\r\nFIR濾波器性能、資源占用進(jìn)行了分析。

標(biāo)簽： FPGA 濾波器 實(shí)現(xiàn)方法

上傳時(shí)間： 2013-08-31

上傳用戶：小火車(chē)?yán)怖怖?/p>

帶有增益提高技術(shù)的高速CMOS運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)了一種用于高速ADC中的高速高增益的全差分CMOS運(yùn)算放大器。主運(yùn)放采用帶開(kāi)關(guān)電容共模反饋的折疊式共源共柵結(jié)構(gòu)，利用增益提高和三支路電流基準(zhǔn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)一個(gè)可用于12~14 bit精度，100 MS/s采樣頻率的高速流水線（Pipelined）ADC的運(yùn)放。設(shè)計(jì)基于SMIC 0.25 μm CMOS工藝，在Cadence環(huán)境下對(duì)電路進(jìn)行Spectre仿真。仿真結(jié)果表明，在2.5 V單電源電壓下驅(qū)動(dòng)2 pF負(fù)載時(shí)，運(yùn)放的直流增益可達(dá)到124 dB，單位增益帶寬720 MHz，轉(zhuǎn)換速率高達(dá)885 V/μs，達(dá)到0.1%的穩(wěn)定精度的建立時(shí)間只需4 ns，共模抑制比153 dB。

標(biāo)簽： CMOS 增益提高 運(yùn)算 放大器設(shè)計(jì)

上傳時(shí)間： 2014-12-23

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5 Gsps高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

以某高速實(shí)時(shí)頻譜儀為應(yīng)用背景，論述了5 Gsps采樣率的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的構(gòu)成和設(shè)計(jì)要點(diǎn)，著重分析了采集系統(tǒng)的關(guān)鍵部分高速ADC（analog to digital，模數(shù)轉(zhuǎn)換器）的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)采樣時(shí)鐘設(shè)計(jì)、模數(shù)混合信號(hào)完整性設(shè)計(jì)、電磁兼容性設(shè)計(jì)和基于總線和接口標(biāo)準(zhǔn)（PCI Express）的數(shù)據(jù)傳輸和處理軟件設(shè)計(jì)。在實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)硬件的基礎(chǔ)上，采用Xilinx公司ISE軟件的在線邏輯分析儀（ChipScope Pro）測(cè)試了ADC和采樣時(shí)鐘的性能，實(shí)測(cè)表明整體指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。給出上位機(jī)對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的結(jié)果，表明系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集存儲(chǔ)功能。

標(biāo)簽： Gsps 高速數(shù)據(jù) 采集系統(tǒng)

上傳時(shí)間： 2014-11-26

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高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器評(píng)估平臺(tái)(HSDCEP)用戶指南評(píng)估

高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器評(píng)估平臺(tái)(HSDCEP)是基于PC的平臺(tái)，提供評(píng)估Maxim RF數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(RF-DAC，支持更新速率≥ 1.5Gsps)和Maxim數(shù)字上變頻器(DUC)的齊全工具。HSDCEP可以在每對(duì)數(shù)據(jù)引腳產(chǎn)生速率高達(dá)1.25Gbps的測(cè)試碼型，支持多達(dá)4條并行16位LVDS總線。通過(guò)USB 2.0端口將最長(zhǎng)64兆字(Mw)、每字16位寬的數(shù)據(jù)碼型裝載至HSDCEP存儲(chǔ)器

標(biāo)簽： HSDCEP 高速數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)換器 評(píng)估平臺(tái)

上傳時(shí)間： 2013-10-25

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高速PCB基礎(chǔ)理論及內(nèi)存仿真技術(shù)(經(jīng)典推薦)

第一部分 信號(hào)完整性知識(shí)基礎(chǔ).................................................................................5第一章 高速數(shù)字電路概述.....................................................................................51.1 何為高速電路...............................................................................................51.2 高速帶來(lái)的問(wèn)題及設(shè)計(jì)流程剖析...............................................................61.3 相關(guān)的一些基本概念...................................................................................8第二章 傳輸線理論...............................................................................................122.1 分布式系統(tǒng)和集總電路.............................................................................122.2 傳輸線的RLCG 模型和電報(bào)方程...............................................................132.3 傳輸線的特征阻抗.....................................................................................142.3.1 特性阻抗的本質(zhì).................................................................................142.3.2 特征阻抗相關(guān)計(jì)算.............................................................................152.3.3 特性阻抗對(duì)信號(hào)完整性的影響.........................................................172.4 傳輸線電報(bào)方程及推導(dǎo).............................................................................182.5 趨膚效應(yīng)和集束效應(yīng).................................................................................232.6 信號(hào)的反射.................................................................................................252.6.1 反射機(jī)理和電報(bào)方程.........................................................................252.6.2 反射導(dǎo)致信號(hào)的失真問(wèn)題.................................................................302.6.2.1 過(guò)沖和下沖.....................................................................................302.6.2.2 振蕩：.............................................................................................312.6.3 反射的抑制和匹配.............................................................................342.6.3.1 串行匹配.........................................................................................352.6.3.1 并行匹配.........................................................................................362.6.3.3 差分線的匹配.................................................................................392.6.3.4 多負(fù)載的匹配.................................................................................41第三章 串?dāng)_的分析...............................................................................................423.1 串?dāng)_的基本概念.........................................................................................423.2 前向串?dāng)_和后向串?dāng)_.................................................................................433.3 后向串?dāng)_的反射.........................................................................................463.4 后向串?dāng)_的飽和.........................................................................................463.5 共模和差模電流對(duì)串?dāng)_的影響.................................................................483.6 連接器的串?dāng)_問(wèn)題.....................................................................................513.7 串?dāng)_的具體計(jì)算.........................................................................................543.8 避免串?dāng)_的措施.........................................................................................57第四章 EMI 抑制....................................................................................................604.1 EMI/EMC 的基本概念..................................................................................604.2 EMI 的產(chǎn)生..................................................................................................614.2.1 電壓瞬變.............................................................................................614.2.2 信號(hào)的回流.........................................................................................624.2.3 共模和差摸EMI ..................................................................................634.3 EMI 的控制..................................................................................................654.3.1 屏蔽.....................................................................................................654.3.1.1 電場(chǎng)屏蔽.........................................................................................654.3.1.2 磁場(chǎng)屏蔽.........................................................................................674.3.1.3 電磁場(chǎng)屏蔽.....................................................................................674.3.1.4 電磁屏蔽體和屏蔽效率.................................................................684.3.2 濾波.....................................................................................................714.3.2.1 去耦電容.........................................................................................714.3.2.3 磁性元件.........................................................................................734.3.3 接地.....................................................................................................744.4 PCB 設(shè)計(jì)中的EMI.......................................................................................754.4.1 傳輸線RLC 參數(shù)和EMI ........................................................................764.4.2 疊層設(shè)計(jì)抑制EMI ..............................................................................774.4.3 電容和接地過(guò)孔對(duì)回流的作用.........................................................784.4.4 布局和走線規(guī)則.................................................................................79第五章 電源完整性理論基礎(chǔ)...............................................................................825.1 電源噪聲的起因及危害.............................................................................825.2 電源阻抗設(shè)計(jì).............................................................................................855.3 同步開(kāi)關(guān)噪聲分析.....................................................................................875.3.1 芯片內(nèi)部開(kāi)關(guān)噪聲.............................................................................885.3.2 芯片外部開(kāi)關(guān)噪聲.............................................................................895.3.3 等效電感衡量SSN ..............................................................................905.4 旁路電容的特性和應(yīng)用.............................................................................925.4.1 電容的頻率特性.................................................................................935.4.3 電容的介質(zhì)和封裝影響.....................................................................955.4.3 電容并聯(lián)特性及反諧振.....................................................................955.4.4 如何選擇電容.....................................................................................975.4.5 電容的擺放及Layout ........................................................................99第六章 系統(tǒng)時(shí)序.................................................................................................1006.1 普通時(shí)序系統(tǒng)...........................................................................................1006.1.1 時(shí)序參數(shù)的確定...............................................................................1016.1.2 時(shí)序約束條件...................................................................................1063.2 高速設(shè)計(jì)的問(wèn)題.......................................................................................2093.3 SPECCTRAQuest SI Expert 的組件.......................................................2103.3.1 SPECCTRAQuest Model Integrity .................................................2103.3.2 SPECCTRAQuest Floorplanner/Editor .........................................2153.3.3 Constraint Manager .......................................................................2163.3.4 SigXplorer Expert Topology Development Environment .......2233.3.5 SigNoise 仿真子系統(tǒng)......................................................................2253.3.6 EMControl .........................................................................................2303.3.7 SPECCTRA Expert 自動(dòng)布線器.......................................................2303.4 高速設(shè)計(jì)的大致流程...............................................................................2303.4.1 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的探索...............................................................................2313.4.2 空間解決方案的探索.......................................................................2313.4.3 使用拓?fù)淠０弪?qū)動(dòng)設(shè)計(jì)...................................................................2313.4.4 時(shí)序驅(qū)動(dòng)布局...................................................................................2323.4.5 以約束條件驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì).......................................................................2323.4.6 設(shè)計(jì)后分析.......................................................................................233第四章 SPECCTRAQUEST SIGNAL EXPLORER 的進(jìn)階運(yùn)用..........................................2344.1 SPECCTRAQuest Signal Explorer 的功能包括：................................2344.2 圖形化的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)探索...........................................................................2344.3 全面的信號(hào)完整性(Signal Integrity)分析.......................................2344.4 完全兼容 IBIS 模型...............................................................................2344.5 PCB 設(shè)計(jì)前和設(shè)計(jì)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)提取.......................................................2354.6 仿真設(shè)置顧問(wèn)...........................................................................................2354.7 改變?cè)O(shè)計(jì)的管理.......................................................................................2354.8 關(guān)鍵技術(shù)特點(diǎn)...........................................................................................2364.8.1 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)探索...................................................................................2364.8.2 SigWave 波形顯示器........................................................................2364.8.3 集成化的在線分析(Integration and In-process Analysis) .236第五章 部分特殊的運(yùn)用...............................................................................2375.1 Script 指令的使用..................................................................................2375.2 差分信號(hào)的仿真.......................................................................................2435.3 眼圖模式的使用.......................................................................................249第四部分：HYPERLYNX 仿真工具使用指南............................................................251第一章 使用LINESIM 進(jìn)行前仿真.......................................................................2511.1 用LineSim 進(jìn)行仿真工作的基本方法...................................................2511.2 處理信號(hào)完整性原理圖的具體問(wèn)題.......................................................2591.3 在LineSim 中如何對(duì)傳輸線進(jìn)行設(shè)置...................................................2601.4 在LineSim 中模擬IC 元件.....................................................................2631.5 在LineSim 中進(jìn)行串?dāng)_仿真...................................................................268第二章 使用BOARDSIM 進(jìn)行后仿真......................................................................2732.1 用BOARDSIM 進(jìn)行后仿真工作的基本方法...................................................2732.2 BoardSim 的進(jìn)一步介紹..........................................................................2922.3 BoardSim 中的串?dāng)_仿真..........................................................................309

標(biāo)簽： PCB 內(nèi)存 仿真技術(shù)

上傳時(shí)間： 2014-04-18

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