當(dāng)前,在系統(tǒng)級(jí)互連設(shè)計(jì)中高速串行I/O技術(shù)迅速取代傳統(tǒng)的并行I/O技術(shù)正成為業(yè)界趨勢(shì)。人們已經(jīng)意識(shí)到串行I/O“潮流”是不可避免的,因?yàn)樵诟哂?Gbps的速度下,并行I/O方案已經(jīng)達(dá)到了物理極限,不能再提供可靠和經(jīng)濟(jì)的信號(hào)同步方法。基于串行I/O的設(shè)計(jì)帶來(lái)許多傳統(tǒng)并行方法所無(wú)法提供的優(yōu)點(diǎn),包括:更少的器件引腳、更低的電路板空間要求、減少印刷電路板(PCB)層數(shù)、PCB布局布線更容易、接頭更小、EMI更少,而且抵抗噪聲的能力也更好。高速串行I/O技術(shù)正被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于各種系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,包括PC、消費(fèi)電子、海量存儲(chǔ)、服務(wù)器、通信網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)計(jì)算和控制、測(cè)試設(shè)備等。迄今業(yè)界已經(jīng)發(fā)展出了多種串行系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn),如PCI Express、串行RapidIO、InfiniBand、千兆以太網(wǎng)、10G以太網(wǎng)XAUI、串行ATA等等。 Aurora協(xié)議是為私有上層協(xié)議或標(biāo)準(zhǔn)上層協(xié)議提供透明接口的串行互連協(xié)議,它允許任何數(shù)據(jù)分組通過(guò)Aurora協(xié)議封裝并在芯片間、電路板間甚至機(jī)箱間傳輸。Aurora鏈路層協(xié)議在物理層采用千兆位串行技術(shù),每物理通道的傳輸波特率可從622Mbps擴(kuò)展到3.125Gbps。Aurora還可將1至16個(gè)物理通道綁定在一起形成一個(gè)虛擬鏈路。16個(gè)通道綁定而成的虛擬鏈路可提供50Gbps的傳輸波特率和最大40Gbps的全雙工數(shù)據(jù)傳輸速率。Aurora可優(yōu)化支持范圍廣泛的應(yīng)用,如太位級(jí)路由器和交換機(jī)、遠(yuǎn)程接入交換機(jī)、HDTV廣播系統(tǒng)、分布式服務(wù)器和存儲(chǔ)子系統(tǒng)等需要極高數(shù)據(jù)傳輸速率的應(yīng)用。 傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)背板如VME總線和CompactPCI總線都是采用并行總線方式。然而對(duì)帶寬需求的不斷增加使新興的高速串行總線背板正在逐漸取代傳統(tǒng)的并行總線背板。現(xiàn)在,高速串行背板速率普遍從622Mbps到3.125Gbps,甚至超過(guò)10Gbps。AdvancedTCA(先進(jìn)電信計(jì)算架構(gòu))正是在這種背景下作為新一代的標(biāo)準(zhǔn)背板平臺(tái)被提出并得到快速的發(fā)展。它由PCI工業(yè)計(jì)算機(jī)制造商協(xié)會(huì)(PICMG)開發(fā),其主要目的是定義一種開放的通信和計(jì)算架構(gòu),使它們能被方便而迅速地集成,滿足高性能系統(tǒng)業(yè)務(wù)的要求。ATCA作為標(biāo)準(zhǔn)串行總線結(jié)構(gòu),支持高速互聯(lián)、不同背板拓?fù)洹⒏咝盘?hào)密度、標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械與電氣特性、足夠步線長(zhǎng)度等特性,滿足當(dāng)前和未來(lái)高系統(tǒng)帶寬的要求。 采用FPGA設(shè)計(jì)高速串行接口將為設(shè)計(jì)帶來(lái)巨大的靈活性和可擴(kuò)展能力。xilinx Virtex-IIPro系列FPGA芯片內(nèi)置了最多24個(gè)RocketIO收發(fā)器,提供從622Mbps到3.125Gbps的數(shù)據(jù)速率并支持所有新興的高速串行I/O接口標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合其強(qiáng)大的邏輯處理能力、豐富的IP核心支持和內(nèi)置PowerPC處理器,為企業(yè)從并行連接向串行連接的過(guò)渡提供了一個(gè)理想的連接平臺(tái)。 本文論述了采用xilinx Virtex-IIPro FPGA設(shè)計(jì)傳輸速率為2.5Gbps的高速串行背板接口,該背板接口完全符合PICMG3.0規(guī)范。本文對(duì)串行高速通道技術(shù)的發(fā)展背景、現(xiàn)狀及應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹和分析,詳細(xì)分析了所涉及到的主要技術(shù)包括線路編解碼、控制字符、逗點(diǎn)檢測(cè)、擾碼、時(shí)鐘校正、通道綁定、預(yù)加重等。同時(shí)對(duì)AdvancedTCA規(guī)范以及Aurora鏈路層協(xié)議進(jìn)行了分析, 并在此基礎(chǔ)上給出了FPGA的設(shè)計(jì)方法。最后介紹了基于Virtex-IIPro FPGA的ATCA接口板和MultiBERT設(shè)計(jì)工具,可在標(biāo)準(zhǔn)ATCA機(jī)框內(nèi)完成單通道速率為2.5Gbps的全網(wǎng)格互聯(lián)。
上傳時(shí)間: 2013-05-29
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隨著國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的不斷豐富,Intenret已經(jīng)從最初以學(xué)術(shù)交流為目的而演變?yōu)樯虡I(yè)行為,網(wǎng)絡(luò)安全性需求日益增加,高速網(wǎng)絡(luò)安全保密成為關(guān)注的焦點(diǎn),在安全得到保障的情況下,為了滿足網(wǎng)速無(wú)限制的追求,高速網(wǎng)絡(luò)硬件加密設(shè)備也必將成為需求熱點(diǎn)。另一方面,IPSec協(xié)議被廣泛的應(yīng)用于防火墻和安全網(wǎng)關(guān)中,但對(duì)IPSec協(xié)議的處理會(huì)大大增加網(wǎng)關(guān)的負(fù)載,成為千兆網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的瓶頸。本文便是針對(duì)上述現(xiàn)狀,研究基于高性能FPGA實(shí)現(xiàn)千兆IPSec協(xié)議的設(shè)計(jì)技術(shù)。 目前,國(guó)外IPSec協(xié)議實(shí)現(xiàn)已經(jīng)芯片化,達(dá)到幾千兆的速率,但是國(guó)內(nèi)產(chǎn)品多以軟件實(shí)現(xiàn),速度難以提高。本文采用的基于FPGA的IPSec技術(shù)方案,采用硬件實(shí)現(xiàn)隧道模式下的IPSec協(xié)議,為IP分組及其上層協(xié)議數(shù)據(jù)提供機(jī)密性、數(shù)據(jù)完整性驗(yàn)證以及數(shù)據(jù)源驗(yàn)證等安全服務(wù)。在以VPN為實(shí)施方案的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了以KDIPSec為設(shè)備原型以IPSec協(xié)議為出發(fā)點(diǎn)的千兆網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)環(huán)境模型,從硬件體系結(jié)構(gòu)到各個(gè)模塊的劃分以及各個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)的功能這幾個(gè)方面描述了KDIPSec實(shí)現(xiàn)技術(shù),最后描述了一些關(guān)鍵模塊的FPGA設(shè)計(jì)和和仿真。所有處理模塊均在xilinx公司的FPGA芯片中實(shí)現(xiàn),處理速率超過(guò)1Gb/s。
標(biāo)簽: IPSec FPGA 協(xié)議 實(shí)現(xiàn)技術(shù)
上傳時(shí)間: 2013-07-03
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本文探索了自主系統(tǒng)CPU設(shè)計(jì)方法和經(jīng)驗(yàn),同時(shí)對(duì)80C51產(chǎn)品進(jìn)行了必要的改進(jìn)。 文章采用xilinx公司的Virtex-ⅡPro系列FPGA芯片,在相關(guān)EDA軟件平臺(tái)的支持下進(jìn)行基于FPGA的8051芯片的設(shè)計(jì)。在已公開的8051源代碼的基礎(chǔ)上,對(duì)其中的程序存儲(chǔ)器、指令存儲(chǔ)器做了較大幅度的修改,增加了定時(shí)器、串行收發(fā)器的軟件編寫,VerilogHDL語(yǔ)句共6000余行(見附錄光盤)。在設(shè)計(jì)中筆者特別的注意了源代碼中組合邏輯循環(huán)的去除,時(shí)序設(shè)計(jì)中合理確定建立時(shí)間和保持時(shí)間,保證了工作頻率的提高(工作頻率由12MHz提高到約30MHz),串行收發(fā)器的下載實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該模塊頻率的提高。對(duì)設(shè)計(jì)高頻CPU提供了有益的借鑒。本文利用Modelsim進(jìn)行了功能仿真和后仿真,利用Synplify進(jìn)行了綜合,仿真和綜合結(jié)果達(dá)到了設(shè)計(jì)的預(yù)期要求,并為下載和組成系統(tǒng)作了準(zhǔn)備工作(設(shè)計(jì)了外圍電路的PCB板圖)。
上傳時(shí)間: 2013-06-28
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軟件無(wú)線電是二十世紀(jì)九十年代提出的一種實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信的體系結(jié)構(gòu),被認(rèn)為是繼模擬通信、數(shù)字通信之后的第三代無(wú)線電通信技術(shù)。它的中心思想是:構(gòu)造一個(gè)開放性、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的通用硬件平臺(tái),并使寬帶模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器盡可能靠近天線,從而將各種功能,如工作頻段、調(diào)制解調(diào)類型、數(shù)據(jù)格式、加密模式、通信協(xié)議等用軟件來(lái)完成。 本論文首先介紹了軟件無(wú)線電的基本原理和三種結(jié)構(gòu)形式,綜述了軟件無(wú)線電的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)及其最新研究進(jìn)展。其中調(diào)制解調(diào)模塊是軟件無(wú)線電系統(tǒng)中的重要部分,集中體現(xiàn)了軟件無(wú)線電最顯著的優(yōu)點(diǎn)——靈活性。目前這一部分的技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段多種多樣。隨著近幾年來(lái)芯片制造工藝的飛速發(fā)展,可編程器件FPGA以其高速的處理性能、高容量和靈活的可重構(gòu)能力,成為實(shí)現(xiàn)軟件無(wú)線電技術(shù)的重要手段。 本論文調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),選擇有代表性的16QAM和QPSK兩種方式作為研究對(duì)象,采用SystemView軟件作為系統(tǒng)級(jí)開發(fā)工具進(jìn)行集成化設(shè)計(jì)。在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)仿真和FPGA整體規(guī)劃后,著重分析用VHDL實(shí)現(xiàn)其中關(guān)鍵模塊以及利用嵌入FPGA的CPU核控制調(diào)制解調(diào)方式轉(zhuǎn)換的方法。同時(shí),在設(shè)計(jì)中成功地調(diào)用了xilinx公司的IP核,實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)復(fù)用。由于FPGA內(nèi)部邏輯可以根據(jù)需要進(jìn)行重構(gòu),因而硬件的調(diào)試和升級(jí)變得很容易,而內(nèi)嵌CPU使信號(hào)處理過(guò)程可以用軟件進(jìn)行控制,充分體現(xiàn)了軟件無(wú)線電的靈活性。 通過(guò)本論文的研究,初步驗(yàn)證了在FPGA內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制解調(diào)過(guò)程及控制的技術(shù)可行性和應(yīng)用的靈活性,并對(duì)將來(lái)的擴(kuò)展問(wèn)題進(jìn)行了研究和討論,為實(shí)現(xiàn)完整的軟件無(wú)線電系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。
標(biāo)簽: FPGA 軟件無(wú)線電 調(diào)制解調(diào)
上傳時(shí)間: 2013-06-10
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本論文依據(jù)IEEE802.16a物理層對(duì)RS-CC碼的參數(shù)要求,研究了RS-CC碼的高速編、譯碼的VLSI硬件算法,同時(shí)對(duì)FPGA開發(fā)技術(shù)進(jìn)行了研究,以VerilogHDL為描述語(yǔ)言,在xilinx公司的FPGA上實(shí)現(xiàn)了高速的RS-CC編、譯碼器。RS譯碼器中,錯(cuò)誤位置多項(xiàng)式和錯(cuò)誤值多項(xiàng)式的求解采用無(wú)求逆單元,并具有規(guī)則數(shù)據(jù)流、易于VLSI實(shí)現(xiàn)的改進(jìn)的歐幾里德算法(MEA);CC譯碼器由采用模歸一化路徑度量的全并行的“加比選(ACS)”模塊和具有脈動(dòng)陣列結(jié)構(gòu)的幸存路徑回溯模塊組成。 在實(shí)現(xiàn)RS-CC譯碼器的過(guò)程中,分別從算法上和根據(jù)FPGA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上,對(duì)譯碼器做了一些優(yōu)化工作,降低了硬件資源占有率和提高了譯碼速度。 此外,還搭建了以xilinx公司40萬(wàn)等效門的FPGASpartan-Ⅲ400-4PQ208為主體,以Cypress公司的USB2.0芯片CY7C68013為高速數(shù)據(jù)接口的硬件試驗(yàn)平臺(tái),并在此試驗(yàn)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了文中的高速RS-CC編譯碼系統(tǒng)。
標(biāo)簽: 802.16 RS-CC IEEE FPGA
上傳時(shí)間: 2013-06-03
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xilinx的開發(fā)板原理圖,xc3s500e
標(biāo)簽: EXCD 開發(fā)板原理圖
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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SystemView的庫(kù)資源十分豐富,包括含若干圖標(biāo)的基本庫(kù)(Main Library)及專業(yè)庫(kù)(Optional Library),基本庫(kù)中包括多種信號(hào)源、接收器、加法器、乘法器,各種函數(shù)運(yùn)算器等;專業(yè)庫(kù)有通訊(Communication)、邏輯(Logic)、數(shù)字信號(hào)處理(DSP)、射頻/模擬(RF/Analog)等;它們特別適合于現(xiàn)代通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、仿真和方案論證,尤其適合于無(wú)線電話、無(wú)繩電話、尋呼機(jī)、調(diào)制解調(diào)器、衛(wèi)星通訊等通信系統(tǒng);并可進(jìn)行各種系統(tǒng)時(shí)域和頻域分析、譜分析,及對(duì)各種邏輯電路、射頻/模擬電路(混合器、放大器、RLC電路、運(yùn)放電路等)進(jìn)行理論分析和失真分析。 System View能自動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)連接檢查,給出連接錯(cuò)誤信息或尚懸空的待連接端信息,通知用戶連接出錯(cuò)并通過(guò)顯示指出出錯(cuò)的圖標(biāo)。這個(gè)特點(diǎn)對(duì)用戶系統(tǒng)的診斷是十分有效的。 System View的另一重要特點(diǎn)是它可以從各種不同角度、以不同方式,按要求設(shè)計(jì)多種濾波器,并可自動(dòng)完成濾波器各指標(biāo)—如幅頻特性(伯特圖)、傳遞函數(shù)、根軌跡圖等之間的轉(zhuǎn)換。 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真分析方面,System View還提供了一個(gè)真實(shí)而靈活的窗口用以檢查、分析系統(tǒng)波形。在窗口內(nèi),可以通過(guò)鼠標(biāo)方便地控制內(nèi)部數(shù)據(jù)的圖形放大、縮小、滾動(dòng)等。另外,分析窗中還帶有一個(gè)功能強(qiáng)大的“接收計(jì)算器”,可以完成對(duì)仿真運(yùn)行結(jié)果的各種運(yùn)算、譜分析、濾波。 System View還具有與外部文件的接口,可直接獲得并處理輸入/輸出數(shù)據(jù)。提供了與編程語(yǔ)言VC++或仿真工具M(jìn)atlab的接口,可以很方便的調(diào)用其函數(shù)。還具備與硬件設(shè)計(jì)的接口:與xilinx公司的軟件Core Generator配套,可以將System View系統(tǒng)中的部分器件生成下載FPGA芯片所需的數(shù)據(jù)文件;另外,System View還有與DSP芯片設(shè)計(jì)的接口,可以將其DSP庫(kù)中的部分器件生成DSP芯片編程的C語(yǔ)言源代碼。
標(biāo)簽: SYSTEMVIEW 教材
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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Protel原理圖需要的xilinx元件庫(kù)
標(biāo)簽: protelxilinx zip
上傳時(shí)間: 2013-07-07
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隨著人們對(duì)于數(shù)字視頻和數(shù)字圖像的需求越來(lái)越大,數(shù)字電視廣播和手機(jī)電視迅速發(fā)展起來(lái),但是人們對(duì)于數(shù)字圖像質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。對(duì)于觀眾來(lái)講,畫面的質(zhì)量幾乎是最為重要的,然而由于信道傳輸特性不理想和加性噪聲的影響,不可避免地會(huì)產(chǎn)生誤碼,導(dǎo)致圖像質(zhì)量的下降,甚至無(wú)法正常收看。因此,為了保障圖像質(zhì)量就需要采用糾錯(cuò)編碼(又稱信道編碼)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)通信。在數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)(DVB)中,無(wú)論是衛(wèi)星傳輸,電纜傳輸還是地面?zhèn)鬏敹疾捎昧诵诺谰幋a。 本文首先深入研究DVB標(biāo)準(zhǔn)中的信道編碼部分的關(guān)鍵技術(shù);然后依照DVB-T標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求,設(shè)計(jì)并硬件實(shí)現(xiàn)了數(shù)字視頻傳輸?shù)男诺谰幗獯a系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中,編解碼器與信源端的接口利用了MPEG-2的視頻傳輸接口同步并行接口(SPI),這種接口的應(yīng)用讓系統(tǒng)具有很強(qiáng)的通用性;與信道端接口采用了G.703接口,具有G.703接口功能和特性的數(shù)據(jù)通信設(shè)備可以直接與數(shù)字通信設(shè)備連接,這使得應(yīng)用時(shí)對(duì)于信道的選擇具有較大的靈活性。 在深入理解RS編解碼算法,卷積交織/解交織原理,卷積編碼/VITERBI譯碼算法原理的基礎(chǔ)上,本文給出了解碼部分的設(shè)計(jì)方案,并利用xilinx公司的SpartanⅢ系列XC3S2000芯片完成方案的硬件實(shí)現(xiàn)。在RS解碼過(guò)程中引入了流水線機(jī)制,從而很大程度上提高了解碼效率。解交織器部分采用了RAM分區(qū)循環(huán)法,利用對(duì)RAM讀寫地址的控制實(shí)現(xiàn)解卷積交織,這種方法控制電路簡(jiǎn)單,實(shí)現(xiàn)速度比較快,代價(jià)小。VITERBI譯碼器采用截尾譯碼,在幾乎不影響譯碼準(zhǔn)確度的基礎(chǔ)上大大提高了解碼效率。
上傳時(shí)間: 2013-07-16
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Modelsim仿真工具是Model公司開發(fā)的。它支持Verilog、VHDL以及他們的混合仿真,它可以將整個(gè)程序分步執(zhí)行,使設(shè)計(jì)者直接看到他的程序下一步要執(zhí)行的語(yǔ)句,而且在程序執(zhí)行的任何步驟任何時(shí)刻都可以查看任意變量的當(dāng)前值,可以在Dataflow窗口查看某一單元或模塊的輸入輸出的連續(xù)變化等,比Quartus自帶的仿真器功能強(qiáng)大的多,是目前業(yè)界最通用的仿真器之一。 ModelSim分幾種不同的版本:SE、PE和OEM,其中集成在 Actel、Atmel、Altera、xilinx以及Lattice等FPGA廠商設(shè)計(jì)工具中的均是其OEM版本。比如為Altera提供的OEM版本是ModelSim-Altera,為xilinx提供的版本為ModelSim XE. SE版本為最高級(jí)版本,在功能和性能方面比OEM版本強(qiáng)很多,比如仿真速度方面,還支持PC 、 UNIX 、 LIUNX混合平臺(tái).
上傳時(shí)間: 2013-06-25
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