基于FPGA的Ultra DMA写控制器的实现

对ATA协议中的Ultra DMA部分进行研究,在QuartusⅡ开发平台上使用VHDL语言对现场可编程逻辑阵列(FPGA,Altera公司的Ep1c6系列)进行编程,实现了脱离主机的Ultra DMA写控制器。该控制器可以直接应用于数据记录系统。由于不需要主机控制,从而具有体积小、灵活性高、速度快的优点。适用于机载、雷达等场合的数据记录系统。

Ultra DMA模式下硬盘数据加密系统的设计及FPGA实现

设计了基于FPGA芯片的硬盘数据加密系统。该加密系统运行在Ultra DMA传输模式下,其加密核支持常用对称密码算法(AES、DES、3DES)和用户自主开发的各种对称密码算法。测试结果表明,在Ultra DMA模式2下系统运行速度为32 Mbps,对计算机正常运行没有任何影响。

面向超高速以太网ADB-DMA的设计与实现

传统以太网DMA(Direct Memory Access)控制器基于描述符配置、更新与中断处理,百G速率下对处理器性能提出巨大挑战。提出并介绍一种自适应双缓冲DMA(Adaptive Dual-Buffered Direct Memory Access,ADB-DMA)结构、原理及实现,最大程度降低对处理器的打扰,具有吞吐率高、兼容性好、总线利用率高等优点。该DMA方案可应用于以太网、PCIe、SRIO等高速接口协议,目前已成功应用于国产芯片100 G以太网接口。

基于FPGA的CCD相机高速数据记录系统

针对CCD图像采集系统对数据记录的高速度及准确性的要求,在对各种结构的数据记录系统进行比较之后,结合ATA标准,采用FPGA直接控制数据缓存和硬盘写的系统结构,并用高性价比的IDE硬盘作为存储介质,本系统具有脱离主机、速度快、易于扩展升级、性价比高等特点。实验结果表明设计的正确性以及用FPGA实现高速数据记录系统的可行性。

基于USB2.0的高速大容量数据采集存储系统

针对当前嵌入式采集系统中采用的寻址方式不能充分利用近几年出现的大容量硬盘所提供的存储空间,提出了一种基于USB2.0接口的高速大容量数据采集、存储系统的设计方案及其软硬件设计方法。文中设计的存储系统采用了ATAPI-6所定义的LBA48寻址方式,从而从根本上克服了LBA28寻址方式对存储空间的限制;采用UDMA传输方式,从而克服了传统PIO传输方式的速度瓶颈。研究表明此传输存储方案具有传输速度快、稳定性高、占用系统资源少、与外部接口简单等特点。

一种新的多路数字视频记录方案的设计与实现

介绍了一种基于IDE硬盘的多路数字视频方案。该方案采用对IDE硬盘的直接读写技术,直接将视频数据记录在硬盘上并形成FAT32文件格式。实验结果表明,该方案可以达到高速存储的要求,存储数据可以直接用普通PC机进行访问。

基于FPGA的IDE协议实现的研究

介绍了一种使用VHDL语言为载体,在FPGA上实现符合ATA-6规范的IDE接口的方法。系统支持PIO数据传输和Ultra DMA数据传输。软件最终打包成IP核的形式,可以广泛应用在数据采集、图像处理、音频处理等,需要大量数据存储的系统中,完成对数据的高速安全存储。

IDE硬盘的高带宽数据传输的实现

介绍了一种在有限硬件资源情况下,针对IDE接口硬盘实现的海量视频数据高带宽存取的方法。针对流媒体数据量大和实时性要求高的特点,将流媒体数据分割成包含一定连续扇区的数据块存放在硬盘上,以该数据块为单位读取硬盘数据,使平均流量达到了100Mbps。给出了数据块包含的扇区数的计算方法。

一种高效的IDE硬盘控制器设计

在很多的电路设计中硬盘仍是解决海量数据存储、降低设计成本的最佳选择之一。为实现硬盘数据的高效可靠读写,文中在对ATA协议及已有硬盘控制器研究的基础上,提出了一种高效的IDE硬盘控制器设计方案。该硬盘控制器实现了ATA协议规定的PIO和UDMA操作,可支持不同速率的寄存器传输和数据传输,支持16位CRC校验,具有灵活、高效的特点。同时,该控制器还具有标准的PLB和DCR总线接口,可直接用于具有Core Connect总线架构的电路设计,具有很好的可移植性。目前,该控制器已成功应用于某音视频处理芯片中,很好地完成了音视频数据的存储和读写,数据传输稳定可靠,读写速率接近理论最大值。

关于FPGA系统设计的研究与方法

在现代数字系统设计中,CPLD/FPGA设计已成为该领域的主要设计方式之一。结合作者的实践经验,本文以ATA主机控制器设计的要求为例,提出了CPLD/FPGA设计中的基本设计思想和技巧,并且简要讲解了若干项关键技术,主要涉及面积和速度的平衡与互换、同步电路设计、流水线操作、乒乓操作、串并转换、并串转换、数据接口同步、全局时钟、边沿检测、锁存器等相关问题。