Flash片内数据的高速回读系统设计

针对导弹飞行后数据记录装置的部分接口受损而无法顺利回读飞行数据的问题,研发了可以高速回读存储芯片片内数据的Flash读写设备,在FPGA内置的LVDS收发器基础上利用Aurora协议设计了每通道速率可达1.5625 Gb/s的高速并行收发链路,以及在串/并转换的基础上设计了传输速度较慢的备用串行读数链路。系统实现了高速读数接口和备用读数接口皆可顺利将Flash芯片片内的数据无丢帧地回读传输至测试台进行评估、分析、利用,具有硬件设计简单、回读数据方便快捷的特点。

基于Aurora V8.3与PCI协议的高速数字图像传输

针对Virtex-5 FPGA Aurora V5.3协议使用复杂和芯片成本高的问题,文中提出了一种采用Artix-7 Aurora V8.3协议进行高速图像传输设计的新方法。系统使用该协议,以AXI4-Stream作为内部链路进行高速数字图像的传输;利用PCI接口通过DMA技术实现了数据交互。用双路光纤传输图像数据进行测试,实验结果表明,传输速率为131Mbit·s-1,且稳定、可靠,为高速图像传输设计提供了一种思路。

基于Aurora及CameraLink的高速数字图像传输

以光纤为载体,采用Aurora协议,接收远端的高速红外视频图像数据,并对接收数据进行解码、转换为Camera Link接口规范的信号格式,实现高帧频、高分辨率的图像数据的接收、解码和重编码,完成视频图像的传输、采集与显示。并用IBERT对光纤通讯通道进行测试,误码率达到10-12以下,完全满足系统的需求。

Aurora协议的高速光纤存储系统优化设计

针对高速光纤数据存储过程中出现的Aurora协议断链和丢数问题,本文在以Kintex 7 FPGA为控制核心的存储系统上对Aurora协议进行优化。通过对Aurora链路连接状态标志位进行实时监测,增加链路断链重连和重传机制,实现了链路断链情况下的再恢复和重传。多次测试证明,优化后的系统可实现高速率、高可靠性的光纤数据存储,该优化设计对于提高Aurora链路可靠性和恢复断链方面具有一定的参考价值。

基于Aurora协议的光传输方案验证

以某宽带数字接收机中数据传输方案设计为背景,采用Aurora协议与光纤传输相结合的传输方法弥补了传统光传输方案可扩展性差的特点。通过设计测试程序对该方法的可行性予以验证,并通过实验对协议中所调用高速串口硬核的参数进行合理设置,验证结果表明该方法在传输带宽、线路误码率以及通道传输时延等方面能够达到预先设计指标,为后续工程中的应用奠定了基础。

卫星图像数据高速传输与处理系统的设计与验证

传统星上系统开发与研制通常是基于特定的专用宇航器件,这使得其开发周期长且可移植性较差。针对该问题,提出了一种基于Xilinx ZYNQ UltraScale+平台的ARM+可编程逻辑的解决方案。该方案用Vivado配置FPGA硬件架构,采用SDK(Software Development Kit)配置ARM实现两者数据交互。在整个系统设计中,通过集成在芯片内部的高速串行收发器和Aurora协议作为载体进行高速片间传输;采用自定义帧协议保证传输可靠性及安全性;采用AXI-Stream接口使其具有各类算法即插即用的灵活性;最后为验证本系统可以支持各类算法进行星上实时图像处理,通过在逻辑侧添加Sobel边缘检测算法进行验证。测试结果表明该系统图像数据传输无误码,星上串行高速传输速率较高,系统总体传输延时较低,且系统具有较强的算法通用性。

K7-GTX与VU9P-GTY高速数据远距离通信应用

在现代高速数据通信领域,数据量快速增长,对通信速率需求越来越高,高速串行收发器GTX/GTH/GTY成为高速通信领域中非常重要的解决方案。文中对不同系列高速串行接口进行远距离高速数据通信与验证,采用Kintex-7 GTX与Virtex UltraScale+系列的VU9P GTY接口进行非板间接口测试,高速接口间通过1 m长的定制高速线缆连接,通过配置Aurora64B/66B协议IP核设计收发双向数据通信程序,实现了单通道10 Gbit/s的通信速率,并确保数据收发正确。通过IBERT的远端回环实验进行眼图测试和误码率测试,通过ILA测试接收到的有效数据传输无误码,并且系统稳定可靠,满足实际使用需求。

基于Aurora协议光纤实时信号传输性能测试

作为中国散裂中子源(Chinese Spallation Neutron Source,CSNS)谱仪之一的通用粉末衍射仪(General Purpose Powder Diffractometer,GPPD)采用二维位置灵敏探测器(Symptom Scale of Neurotransmitter Deficiency,SSND)探测中子入射位置和时间信息,并由后端电子学进行信号处理。中子信息以打靶时刻T0为时间参考点,电子学系统控制电路需要将接收到的T0信号低延迟、低抖动实时地传给下级电路。本文介绍了一种基于Spartan6系列FPGA的控制电路,采用Aurora协议通过光纤实时传输T0信号方案,并验证了此方案的可行性。

Aurora协议在红外告警系统中的应用

介绍红外告警系统的系统结构及实现过程。介绍了其通信传输方案,重点介绍了基于Aurora协议的通信过程。实验结果表明该方案稳定高效,可实现红外数据的实时传输,满足系统需求。

传感器高速采集传输系统中Aurora协议测试分析

针对传感器高速数据采集传输系统中多现场可编程门阵列(FPGA)互连的高吞吐量数据传输要求,设计了以Kintex—7 FPGA为硬件核心的测试系统,用于测试以FPGA内部集成的高速串行收发器为载体的Aurora 64 B/66 B协议。在板级调试环境中,通过在线调试模块,采样测试了Aurora 64 B/66 B协议不同帧格式下的通道数据传输率,分析了协议帧格式与通道数据传输率的关系并对分析结果可靠性进行验证。结论表明:在不同的帧间隙下合适的帧长值既可以在Aurora 64 B/66 B协议通道吞吐量范围内满足通道数据传输率需求又避免盲目增加帧长值带来的问题。

Aurora协议在高速数据采集系统中的应用

针对海量数据采集应用需求,设计了基于两片FPGA的高速数据采集方案,基于Aurora协议和Rocket I/O实现了两片FPGA间的数据可靠、高速、实时传输,并对系统性能进行测试验证。测试表明:两片FPGA间数据传输正确,数据流同步时钟225MHz,传输位宽256bit,呑吐率达57.6Gbps;系统实现了16路信号的实时采集,单路呑吐率可达14.4 Gbps。

高速数据采集与光纤传输系统的设计与实现

针对航天、雷达、通信等领域的高速数据采集与传输系统中存在采样率低、传输速率不足的问题,设计了一种高速数据采集与光纤传输系统。系统以FPGA为主控芯片,利用8路AD9226采集电路实现高速数据采集,通过基于Aurora协议的两条高速光纤传输链路达到高速数据传输需求,并设计了边沿触发、门控触发以及手动触发,以满足不同应用场合的触发需求。经过大量实验表明,该系统稳定性高、可靠性强、适用范围广,最高采样率为60 MHz,传输速率可达7.68 Gb/s。该系统已成功应用于某型高速数据记录仪中。

基于FPGA的高速串行传输接口的设计与实现

串行传输技术具有更高的传输速率和更低的设计成本,已成为业界首选,被广泛应用于高速通信领域。提出了一种新的高速串行传输接口的设计方案,改进了Aurora协议数据帧格式定义的弊端,并采用高速串行收发器Rocket I/O,实现数据率为2.5 Gbps的高速串行传输。

基于PCI Express总线的高速光纤接口卡的设计与实现

针对高速数据采集和远程传输的需求,提出了一种基于PCI Express总线的高速光纤接口卡的设计方案和功能实现。该接口卡基于单片Virtex-5 FPGA,采用PCI Express总线架构,以LocalL-ink做为内部链路,并利用Aurora协议实现远距离光纤传输。通过采用DMA的数据传输方式,接口卡的传输速率达到了700 Mb/s。

Virtex5 FPGA GTP_DUAL硬核两个收发器独立使用的实现

在Xilinx的Virtex5系列FPGA中,基于高速串行通信技术的GTP_DUAL硬核包含了两个收发器,而Xilinx提供的Aurora IP软核代码如果只例化一个通道,将占用整个硬核资源,造成另外一个通道不能再被使用,致使FPGA资源利用率降低。通过对Aurora IP软核代码分析,在GTP封装代码中对未使用的通道添加和修改相应信号,并追加时钟模块、发送模块和接收模块等,实现了一个GTP_DUAL中两个收发器的独立使用,从而提高了FPGA资源利用率,降低了开发成本。该方案已在某重大军工项目中得到了应用。

拼接型长线列红外双波段图像实时传输系统

探讨了一种多模块拼接型长线列红外双波段图像实时传输系统的原理、结构和特点。针对红外成像探测系统的要求,设计了一种基于FPGA的红外双波段图像实时传输方案,并采用Aurora8B/10B协议和PCI Express(PCI-E)协议实现。实验结果表明,该方案能很好地解决拼接型长线列红外双波段图像的实时传输问题,为下一步图像融合、目标探测提供前提保证。

基于FPGA的JESD204B-光纤传输接口转换器设计

针对目前JESD204B接口转换器在高速数据采集传输系统中逐渐普及,但接口IP尚未开源且接口信号与数据分析存储设备无法对接的现状,设计了JESD204B-光纤传输接口转换器。转换器以FPGA为逻辑控制核心,自主设计了JESD204B信号的接口逻辑,并利用SFP光模块与Aurora协议完成光纤接口传输,通过DDR3 SDRAM进行数据缓存交互。最后对JESD204B链路的建立与整体转换器系统的数据传输进行了测试,验证了所设计的JESD204B接口可成功与外部采集卡建立链路,整体数据能够实现10 Gbps的传输速率,且数据传输稳定无误。

基于FPGA的SFP级联视频传输系统设计

系统数据传输速度很大程度上影响着大型显示屏的视频显示效果。为了有效增加系统数据传输量,提高系统资源利用率,设计了一种基于Aurora协议,通过光纤通信实时传输视频数据的系统,该系统由SFP光模块与Xilinx公司Spartan6系列现场可编程门阵列(FPGA)芯片配合使用,利用AuroraIP核实现高速串行通信。进一步提出通过修改IP核代码,充分利用同一收发器中的2条通道,使SFP光模块2个端口单独工作的方法,从而达到SFP光模块级联的效果。最终通过电路板实物实时观测系统远距离传输上位机视频数据的效果,实验结果证明了系统数据传输的可行性与稳定性。

基于SerialLite2协议数据传输方案验证

采用SerialLite2协议与光纤传输相结合的方法对高速数据传输方案进行验证。通过实验完成该协议对三种不同类型数据的传输验证,验证结果表明该方法在传输带宽、线路误码率以及通道传输时延等方面能够达到预先设计指标,最后与Aurora协议进行比较,为其在后续工程中的应用奠定基础。

基于光纤千兆以太网的多路LVDS接收传输系统

为了满足飞机发动机参数信号高速采集传输的需要,文中设计了一套针对多通道LVDS接口的高速数据接收传输系统。采用Kintex-7 FPGA芯片和光纤收发模块为核心架构,实现多路信号时分复用,基于Aurora光纤协议完成数据中间传输,最后使用TOE技术实现千兆以太网与上位机通信。测试结果表明,该系统最高数据传输速率能实现875 Mbps,并且具有较好的实时稳定可靠性。