該文進(jìn)行的設(shè)計(jì)作為數(shù)控系統(tǒng)大課題中的一個(gè)子課題,主要研究利用PCI總線來實(shí)現(xiàn)對(duì)外圍IO的操作,硬件上包括設(shè)計(jì)一塊PCI接口卡并測(cè)試通過,軟件上實(shí)現(xiàn)了PCI接口卡在Linux下的驅(qū)動(dòng)和用軟PLC來實(shí)現(xiàn)對(duì)外圍IO的操作.該文在比較幾種微機(jī)總線的基礎(chǔ)上,為了實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)高速、高精度、低功耗的要求,采用PCI總線進(jìn)行設(shè)計(jì).隨著可編程邏輯器件的發(fā)展,為在一片PLD芯片內(nèi)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯控制提供了條件.該文在綜合比較開發(fā)PCI卡的幾種方法的基礎(chǔ)上,選擇了使用FPGA來實(shí)現(xiàn)PCI接口卡設(shè)計(jì).用VHDL語言對(duì)FPGA編程,采用模塊化的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì),用狀態(tài)機(jī)來控制PCI邏輯的時(shí)序.設(shè)計(jì)首先在EDA軟件上仿真通過后,制作成PCI板卡并在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試通過.為方便所設(shè)計(jì)的PCI卡在數(shù)控系統(tǒng)及其它系統(tǒng)中應(yīng)用,該文設(shè)計(jì)了PCI卡在Linux下的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序,主要包括設(shè)備的注冊(cè)與注銷、與Linux內(nèi)核的接口、相關(guān)的入口函數(shù)、驅(qū)動(dòng)程序的編碼、編譯、加載與卸載等,并編寫了相應(yīng)的測(cè)試代碼,在Linux環(huán)境下調(diào)試通過.為了解決數(shù)控系統(tǒng)中PLC的應(yīng)用問題,該文還設(shè)計(jì)了PCI卡在軟PLC中的應(yīng)用.采用的軟PLC軟件是Linux下的MatPLC軟件.在詳細(xì)討論MatPLC工作原理的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一個(gè)輸入模塊、一個(gè)輸出模塊和一個(gè)MatPLC配置文件.輸入模塊通過驅(qū)動(dòng)程序從PCI卡中讀取數(shù)據(jù),傳送到MatPLC內(nèi)核的全局變量中,輸出模塊從內(nèi)核全局變量讀取數(shù)據(jù)并進(jìn)行邏輯運(yùn)算,再輸出到PCI卡.將他們編譯通過,并進(jìn)行測(cè)試,最終實(shí)現(xiàn)軟PLC對(duì)外圍IO端口的讀寫.該論文受到廣東省科技攻關(guān)項(xiàng)目[2002A1040402]、廣東省科技攻關(guān)項(xiàng)目[2003C101002]、廣州市重大科技攻關(guān)計(jì)劃[2002Z1-D0051]的資助.
標(biāo)簽： FPGA PCI 接口設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-07-18
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隨著星載電子系統(tǒng)復(fù)雜度、小型化需求的提高，SoC已經(jīng)成為應(yīng)對(duì)未來星載電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求的解決途徑。為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)流程并且提高部件的可重用性，在目前的SoC設(shè)計(jì)中引入了稱之為平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)模板，用它來描述采用已有的標(biāo)準(zhǔn)核來開發(fā)SoC的方法。在星載電子系統(tǒng)中常用部件的分類設(shè)計(jì)，最終建立一個(gè)包括多種功能部件，互連部件和處理部件的設(shè)計(jì)平臺(tái)，從而有效的提高星載電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力。在當(dāng)前NASA和ESA的空間應(yīng)用中，PCI總線廣泛作為背板總線和局部總線，有鑒于此，本研究選擇PCI總線作為星載電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺(tái)要提供的一個(gè)互連部件對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)。 針對(duì)這一需求，本論文采用自項(xiàng)向下的設(shè)計(jì)方法對(duì)PCI總線從設(shè)備控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究，對(duì)PCI總線協(xié)議做了深刻的分析，完成了PCI總線目標(biāo)設(shè)備控制器的設(shè)計(jì)，采用Verilog HDL對(duì)其進(jìn)行了RTL級(jí)的描述。 在該課題的研究中，采用了目前集成電路設(shè)計(jì)中常見的自頂向下設(shè)計(jì)方法，使用硬件描述語言Verilog HDL對(duì)其進(jìn)行描述，重點(diǎn)分析了PCI總線設(shè)備控制器的設(shè)計(jì)。以PCI總線協(xié)議的分析和理解為基礎(chǔ)，對(duì)PCI總線設(shè)備控制器進(jìn)行了功能分析和結(jié)構(gòu)劃分。根據(jù)PCI總線設(shè)備控制器的功能和結(jié)構(gòu)劃分，對(duì)PCI總線目標(biāo)設(shè)備控制器的設(shè)計(jì)思路和各個(gè)子模塊電路的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的分析闡述，并且通過編寫測(cè)試激勵(lì)程序完成了功能仿真。應(yīng)用FPGA作為物理驗(yàn)證和實(shí)現(xiàn)載體，進(jìn)行了面向FPGA的電路綜合，進(jìn)行了布局布線后的時(shí)序仿真，證明所實(shí)現(xiàn)的PCI目標(biāo)設(shè)備控制器符合基本功能要求，在以上基礎(chǔ)上完成了PCI目標(biāo)設(shè)備控制器的FPGA實(shí)現(xiàn)。通過這整個(gè)論文的工作，按照設(shè)計(jì)、仿真、綜合驗(yàn)證及布局布線的步驟，完成了PCI總線目標(biāo)設(shè)備控制器IP軟核的設(shè)計(jì)。
標(biāo)簽： FPGA PCI 設(shè)備 控制器
上傳時(shí)間： 2013-06-07
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本論文利用FPGA可編程邏輯器件和硬件描述語言Verilog，采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法，開發(fā)了一款基于PCI總線的高速數(shù)據(jù)采集卡。本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，采用PLX公司生產(chǎn)的PLX9080作為PCI總線接口芯片。用4片每片容量為8MB的SDRAM作為數(shù)據(jù)采集的前端和PCI總線的數(shù)據(jù)緩沖。用ALTERA公司生產(chǎn)的Cyclone系列FPGA實(shí)現(xiàn)PCI接口芯片PLX9080的時(shí)序邏輯、對(duì)數(shù)據(jù)采集通道的前端控制以及對(duì)SDRAM的讀寫控制。 在本論文將重點(diǎn)放在了用硬件描述語言Verilog進(jìn)行FPGA硬件邏輯編程上。本論文按照自頂向下的設(shè)計(jì)方法，詳細(xì)論述了PCI接口轉(zhuǎn)化電路模塊、SDRAM存儲(chǔ)片子讀寫控制電路模塊、FPGA內(nèi)部寄存器讀寫控制電路模塊以及用于RF端的自動(dòng)增益控制電路AGC模塊的設(shè)計(jì)。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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本論文重點(diǎn)分析了PCI總線接口的設(shè)計(jì).對(duì)PCI總線協(xié)議的分析理解是進(jìn)行PCI總線接口設(shè)計(jì)的前提,而對(duì)PCI總線接口的功能分析和結(jié)構(gòu)劃分是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵.本文在理解協(xié)議的基礎(chǔ)上,對(duì)PCI總線接口的整體設(shè)計(jì)和子模塊的劃分以及Verilog實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的分析和闡述,并編寫測(cè)試激勵(lì)程序完成功能仿真,最后通過PCB試驗(yàn)板進(jìn)行了測(cè)試.我們?cè)O(shè)計(jì)了DMA控制器作為PCI總線接口板的應(yīng)用,對(duì)DMA的Top層結(jié)構(gòu)和各個(gè)子模塊及其與PCI總線的接口等都做了詳細(xì)的劃分.論文中FIFO的實(shí)現(xiàn)也做了詳細(xì)的描述.但由于時(shí)間的限制,代碼的編寫和仿真還沒完成.這也是本項(xiàng)目需要進(jìn)一步完善的地方.
上傳時(shí)間： 2013-06-12
上傳用戶：lizhizheng88
本文研究的主要內(nèi)容是應(yīng)用可編程器件FPGA來作PCI總線從模塊設(shè)計(jì).文中首先分析了可編程器件在PCI總線產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的可行性和應(yīng)用前景,接著對(duì)PCI總線協(xié)議作了一個(gè)系統(tǒng)的介紹,然后分析了PCI總線從模塊接口電路的結(jié)構(gòu),提出了子電路模塊的具體實(shí)現(xiàn)方案,最后在Xilinx ISE開發(fā)環(huán)境下采用Xilinx公司生產(chǎn)Spartan2E系列的器件XC2S300E來設(shè)計(jì)接口電路.并設(shè)計(jì)了驗(yàn)證電路板,在PC機(jī)主板上對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行功能驗(yàn)證,驗(yàn)證結(jié)果表明設(shè)計(jì)正確,達(dá)到了設(shè)計(jì)要求.為今后對(duì)PCI總線接口進(jìn)一步的研究奠定了基礎(chǔ).
標(biāo)簽： FPGA PCI 總線 接口設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：gxohao
隨著信息技術(shù)和電子技術(shù)的進(jìn)步和日益成熟，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。由于ISA數(shù)據(jù)采集卡的固有缺陷，PCI接口的數(shù)據(jù)采集卡將逐漸取代ISA數(shù)據(jù)采集卡，成為數(shù)據(jù)采集的主流。為了簡(jiǎn)化PCI數(shù)據(jù)采集卡結(jié)構(gòu)，提高數(shù)據(jù)采集可靠性，本文研究并開發(fā)了一種基于FPGA的PCI結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)采集卡系統(tǒng)。 論文對(duì)PCI對(duì)目標(biāo)設(shè)備數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)的原理和方法進(jìn)行了深入研究，設(shè)計(jì)了基于FPGA的PCI數(shù)據(jù)采集卡的硬件電路，通過在FPGA中嵌入了PCI目標(biāo)設(shè)備的IP核與用戶邏輯部分，構(gòu)成了SOPC系統(tǒng)。使用Verilog硬件描述語言設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了FPGA內(nèi)部采集數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)管理寄存器和FIFO數(shù)據(jù)緩沖隊(duì)列等模塊電路。利用ModelSim對(duì)PCI系統(tǒng)進(jìn)行了仿真。完成了系統(tǒng)硬件電路PCB板的設(shè)計(jì)，最終制作了PCI數(shù)據(jù)采集卡。 論文針對(duì)PCI結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)采集卡系統(tǒng)軟件需求，研究了WDM設(shè)備驅(qū)動(dòng)軟件、Windows環(huán)境的簡(jiǎn)易虛擬示波器以及簡(jiǎn)易虛擬邏輯儀實(shí)現(xiàn)原理和方法。利用DriverStudio+Windows DDK for XP+VC6的軟件平臺(tái)，開發(fā)了WDM設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。實(shí)現(xiàn)了Windows環(huán)境的簡(jiǎn)易虛擬示波器，和簡(jiǎn)易虛擬邏輯儀。系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果表明該系統(tǒng)設(shè)計(jì)正確，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，功能和指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。
標(biāo)簽： FPGA PCI 數(shù)據(jù)采集卡
上傳時(shí)間： 2013-07-22
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為了滿足外圍設(shè)備之間、外圍設(shè)備與主機(jī)之間高速數(shù)據(jù)傳輸，Intel公司于1991年提出PCI(Peripheral Component Interconnect)總線的概念，即周邊器件互連。因?yàn)镻CI總線具有極高的數(shù)據(jù)傳輸率，所以在數(shù)字圖形、圖像和語音處理以及高速數(shù)據(jù)采集和處理等方面得到了廣泛的應(yīng)用。 本論文首先對(duì)PCI總線協(xié)議做了比較深刻的分析，從設(shè)計(jì)要求和PCI總線規(guī)范入手，采用TOP-DOWN設(shè)計(jì)方法完成了PCI總線接口從設(shè)備控制器FPGA設(shè)計(jì)的功能定義：包括功能規(guī)范、性能要求、系統(tǒng)環(huán)境、接口定義和功能描述。其次從簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、方便布局的角度考慮，完成了系統(tǒng)的模塊劃分。并結(jié)合設(shè)計(jì)利用SDRAM控制器來驗(yàn)證PCI接口電路的性能。 然后通過PCI總線接口控制器的仿真、綜合及硬件驗(yàn)證的描述介紹了用于FPGA功能驗(yàn)證的硬件電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，驗(yàn)證系統(tǒng)方案的選擇，并描述了PCI總線接口控制器的布局布線結(jié)果以及硬件驗(yàn)證的電路設(shè)計(jì)和調(diào)試方法。通過編寫測(cè)試激勵(lì)程序完成了功能仿真，以及布局布線后的時(shí)序仿真，并設(shè)計(jì)了PCB實(shí)驗(yàn)板進(jìn)行測(cè)試，證明所實(shí)現(xiàn)的PCI接口控制器完成了要求的功能。 最后，介紹了利用驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)工具DDK軟件進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)的過程。完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)及模塊劃分后，使用硬件描述語言(VHDL)描述系統(tǒng)，并驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性。
上傳時(shí)間： 2013-07-15
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圖像采集系統(tǒng)是數(shù)字圖像信號(hào)處理過程中不可缺少的重要部分，它將前端相機(jī)所捕獲的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，或者直接從數(shù)字相機(jī)中獲取數(shù)字信號(hào)，然后通過高速的計(jì)算機(jī)總線傳回計(jì)算機(jī)，憑借計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大的運(yùn)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理等操作能力，可以方便快捷地對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析處理，具有人機(jī)友好、功能靈活、可移植性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。隨著對(duì)數(shù)據(jù)傳送速度要求的提高，PCI總線以其高的數(shù)據(jù)傳輸率，即插即用，低功耗等眾多優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛的應(yīng)用。本文針對(duì)PCI總線接口電路使用的廣泛性，介紹了PLX公司橋接芯片PCI9054主模式的工作原理和中斷機(jī)制，采用可編程邏輯器件FPGA實(shí)現(xiàn)與PCI9054的本地接口的信號(hào)轉(zhuǎn)換，給出了邏輯實(shí)現(xiàn)方案和仿真圖。本文針對(duì)FPGA中各功能模塊的邏輯設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)分析，并對(duì)每個(gè)模塊都給出了精確的仿真結(jié)果。同時(shí)，文中還在其它章節(jié)詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)、并行接口設(shè)計(jì)、PCI接口設(shè)計(jì)、PC端控制軟件設(shè)計(jì)以及用于調(diào)試過程中的SignalTapⅡ嵌入式邏輯分析儀的使用方法，并且也對(duì)系統(tǒng)的仿真結(jié)果和測(cè)試結(jié)果給出了分析及討論。最后還附上了系統(tǒng)的PCB版圖、FPGA邏輯設(shè)計(jì)圖、實(shí)物圖及注釋詳細(xì)的相關(guān)源程序清單。在文章的軟件設(shè)計(jì)部分介紹了WinDriver驅(qū)動(dòng)開發(fā)工具，利用WinDriver工具，在WindowsXP系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)，完成主模式數(shù)據(jù)傳輸和設(shè)備中斷的功能。
標(biāo)簽： PCI 總線 圖像采集 卡的設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-06-03
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本文主要研究一種隔離器高速數(shù)據(jù)通信卡設(shè)計(jì)，并對(duì)基于PCI總線的內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)通訊和交換的硬件編程實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)的說明，最后在pc機(jī)windows平臺(tái)下對(duì)數(shù)據(jù)通信卡進(jìn)行吞吐量和穩(wěn)定性的測(cè)試。 首先介紹了網(wǎng)絡(luò)安全的現(xiàn)狀以及物理網(wǎng)絡(luò)隔離的原理和重要性，并敘述了網(wǎng)絡(luò)隔離產(chǎn)品的發(fā)展，接著介紹網(wǎng)絡(luò)隔離系統(tǒng)，并提出硬件平臺(tái)的總體設(shè)計(jì)方案：重點(diǎn)敘述了網(wǎng)閘內(nèi)外網(wǎng)通訊的硬件核心數(shù)據(jù)通信卡設(shè)計(jì)思路和數(shù)據(jù)的流程，以及基于FPGA的PCI接口外部邏輯設(shè)計(jì)，并對(duì)該數(shù)據(jù)通訊卡在windows平臺(tái)雙機(jī)之間通訊作了測(cè)試，并對(duì)測(cè)試結(jié)果作了分析。
標(biāo)簽： FPGA PCI 高速數(shù)據(jù) 通信卡
上傳時(shí)間： 2013-07-30
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隨著數(shù)字圖像處理的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，實(shí)時(shí)處理技術(shù)成為研究的熱點(diǎn)。VLSI技術(shù)的迅猛發(fā)展為數(shù)字圖像實(shí)時(shí)處理技術(shù)提供了硬件基礎(chǔ)。其中FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)的特點(diǎn)使其在圖像采集和處理方面的應(yīng)用顯得更加經(jīng)濟(jì)、靈活、方便。 本文設(shè)計(jì)了一種以FPGA為工作核心，并實(shí)現(xiàn)了PCI接口的圖像采集壓縮系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)采用了自頂向下的設(shè)計(jì)方案，先把系統(tǒng)分成了三大塊，即圖像采集、PCI接口和圖像壓縮，然后分別設(shè)計(jì)各個(gè)大模塊中的子模塊。 首先，利用FPGA對(duì)專用視頻轉(zhuǎn)換器SAA7111A進(jìn)行控制，因?yàn)镾AA7111A是采用IC總線模塊，從而完成了對(duì)SAA7111A的控制，并通過設(shè)計(jì)圖像采集模塊、讀/寫數(shù)據(jù)模塊、總線管理模塊等，實(shí)現(xiàn)把標(biāo)準(zhǔn)的模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻信號(hào)并采集的功能。 其次，在了解PCI規(guī)范的前提下，深入地分析了PCI時(shí)序和地址配置空間等，設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)化邏輯的狀態(tài)機(jī)，并用VHDL硬件描述語言設(shè)計(jì)了程序，完成了簡(jiǎn)化邏輯的PCI接口設(shè)計(jì)在FPGA芯片內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)，達(dá)到了一33MHz、32位數(shù)據(jù)寬度、支持猝發(fā)傳輸?shù)腜CI從設(shè)備模塊的接口功能，與傳統(tǒng)的使用PCI專用接口芯片來實(shí)現(xiàn)的PCI接口比較來看，更加節(jié)約了系統(tǒng)的邏輯資源，降低了成本，增加了設(shè)計(jì)的靈活性。 再次，設(shè)計(jì)了WINDOWS下對(duì)PCI接口的驅(qū)動(dòng)程序。驅(qū)動(dòng)程序可以選擇不同的方法來完成，當(dāng)然每個(gè)方法都有自己的特點(diǎn)，對(duì)幾種主要設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)程序的方法作以比較之后，本文選擇了使用DRIVER WORKS工具來完成。通過對(duì)配置空間的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)端口和內(nèi)存映射的設(shè)計(jì)、中斷服務(wù)的設(shè)計(jì)等，用VC++語言編寫了驅(qū)動(dòng)程序。 最后，考慮到增加系統(tǒng)的實(shí)用性和完備性，還填加設(shè)計(jì)了圖像的壓縮部分。這部分需要完成的工作是在上述系統(tǒng)完成后，再額外地把采集來的視頻數(shù)據(jù)通過另一路數(shù)據(jù)通道按照一定的格式壓縮后存儲(chǔ)到硬盤中。本系統(tǒng)中，這部分設(shè)計(jì)是利用Altera公司提供的IP核來完成壓縮的，同時(shí)還用VHDL語言在FPGA上設(shè)計(jì)了IDE硬盤接口，使壓縮后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到硬盤中。
上傳時(shí)間： 2013-06-01
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