基于PCI Express的多通道动态优先级DMA系统的FPGA设计

PCI Express由于其高速串行、系统拓扑简单的特点,在通信系统中得到了广泛应用。为了实现PCI Express的DMA传输,设计了一种基于PCI Express的多通道动态优先级DMA系统。该系统的设计核心是多通道DMA控制器和动态优先级仲裁器。通过分析和测试验证表明,基于PCI Express的多通道动态优先级DMA系统具备良好的扩展性和灵活性,每个DMA通道都具备QOS能力,128 Byte数据包的收发速率可达60 Mb/s。随着PCI Express传输速率的不断提高,DMA系统还需在后续研究中进一步优化性能,以适应更高速率的要求。

基于FPGA的PCI Express 3.0高速DMA控制器设计

PCI Express 3.0是最新的高速数据传输协议。本文介绍了基于FPGA的PCI Express 3.0的高速传输系统的DMA控制器结构,并详细说明了DMA控制器的逻辑设计。DMA控制器基于Xilinx公司的Virtex-7 FPGA Gen3 Integrated Block for PCI Express硬核开发,封装成标准FIFO结构,这样可以方便地连接采集数据源和回放目标系统。为了验证设计的功能及可靠性,本文搭建了基于PCI Express 3.0 x8通道的高速采集回放验证系统。实验表明,DMA控制器达到设计指标。当DMA传输大小为16MB时,8通道的DMA读/写速度均能达到4900 MBytes/s,可满足大部分超高速数据采集回放系统传输的需要。

用FPGA实现PCI-E接口和DMA控制器设计

PCI-Express接口是第三代总线通信接口标准,它采用点对点串行连接方式,具有高速率和高带宽等特点,这是传统PCI并行结构所不能比拟的。为了实现FPGA与CPU之间高速相互通信,介绍了一种用单片FPGA实现PCI-Express接口和高速DMA控制器的设计方法,并在Xilinx Virtex-6 FPGA系列平台上实现。运用Xilinx提供的PCI-Express端点硬核,提出并设计了基于PCI-Express总线的DMA数据传输方案。通过仿真及硬件测试表明,该设计方案成本低、高效,可满足如10Gb以太网数据帧抓取等高速数据采集及分析系统的需要。

FPGA在PCI Express总线接口中的应用

随着高速数据采集设备传输带宽的日益提高,开发者需要采用新的计算机总线进行数据传输。这里叙述了使用EP2SGX90系列FPGA完成PCI-Express协议转换,多种DMA工作方式及相关寄存器的作用。以链式DMA传输方式为例,详细介绍该传输方式下的寄存器设置及在驱动程序中的实现范例。实验表明,用FPGA实现协议转换,总线持续传输速率最高可以达到1.2 Gb/s,满足大多数高速数据采集设备的要求。在此摒弃了采用专用总线接口芯片的传统方法,将开发者的逻辑设计和总线协议转换放到同一个FPGA芯片中,不但节省了硬件成本,利用其可编程特性,大大提高了设计可扩展性,同样的硬件很容易完成由PCIE 1.0到PCIE 2.0的升级。

基于FPGA实现的PCIE协议的DMA读写模块

PCI Express协议由于其高速串行、系统拓扑简单等特点被广泛用于各种领域,尤其是在信号处理领域。Xilinx公司的Virtex5的LXT系列和SXT系列的FPGA集成了一个可用于8X PCI Express传输的Endpoint硬核。本文介绍了一种在PCI Express硬核的基础上实现DMA读写的方法,在PCI Express单字读写的基础上实现了DMA读写。基于此方法实现的FPGA模块大大提高了RC与EP之间的数据传输带宽,在大带宽的需求领域中有广泛的应用。

FPGA的双缓冲模式PCI Express总线设计

介绍了软件无线电平台中基于FPGA的双缓冲模式PCI Express(PCIE)总线的设计与实现。设计了基于Xilinx Virtex-6 FPGA的通用软件无线电平台,开发了基于Linux系统的驱动程序和PCIE硬核的DMA控制器。双缓冲提高了数据传输速度,节约了硬件资源。测试结果显示,该系统工作稳定可靠,读写速度可达402 MB/s。

PCI Express总线接口的DMA传输设计

在认真理解PCI Express协议及其应用技术的此基础上,使用FPGA实现PCI Express总线接口的DMA传输设计.本文主要从DMA发送模块、DMA接收模块和DMA状态控制模块三个部分对设计进行详细的介绍.最后,在基于Linux系统的PC机中实现PCI-E的驱动程序,使用BEEcube公司的mini BEE作为测试平台对设计进行检测并给出结果.

基于PCI Express总线和FPGA的SAR回波数据实时记录系统

回波数据实时记录是合成孔径雷达的关键技术之一,本文设计了一套基于PCIE的回波数据实时记录系统。本设计以通用的商业PC为平台,设计了基于FPGA的实时数据采集卡,配合商用的RAID控制器和SCSI硬盘,构成了基于PCIE总线的合成孔径雷达原始数据记录系统。经过测试,该系统的PCIE数据采集卡的稳定数据采集速度可以达到160MB/s,高于目前基于传统的PCI总线采集系统,并且已在某SAR系统得到成功应用。

基于FPGA的PCIe接口实现

PCI Express是一种高性能互连协议,被广泛应用于网络适配、图形加速器、网络存储、大数据传输以及嵌入式系统等领域。文中介绍了PCIe的体系结构,以及利用Altera Cyclone IV GX系列FPGA实现PCIe接口所涉及的硬件板卡参数、应用层系统方案、DMA仲裁、PCIe硬核配置与读写时序等内容。

基于FPGA的DMA方式高速数据采集系统设计

提出了一种基于FPGA的DMA方式高速数据采集系统设计方案。该方案由底层控制器提供精确采样时序,保证ADC器件的采样吞吐;采用支持PCI协议的DMA方式的数据采集机制,优化数据采集存储及向上位机交互方式,以确保采集数据的高实时性。该方案具有良好的移植性,可应用于采样速率高、数据采集量大、数据实时性要求高的数据采集系统。

基于FPGA的PCIe接口的数据传输设计与实现

为了满足航天设备与计算机之间实时高带宽的数据传输需求,设计了一种基于PCIe3.0总线接口的高速数据传输系统,实现了数据通过读数板卡采集,然后以短突发或连续模式与主机之间的数据传输。该设计采用SG-DMA(scatter-gather direct memory access)数据传输方式,相比于传统Block DMA,降低了CPU资源利用率的同时减少了DMA的中断时间,提高了系统的整体性能。通过Qt Creator平台开发的上位机程序,在上位机软件界面测得PCIe写带宽可达4698 MBps,读带宽可达4797 MBps,PCIe平均总线利用率高达58.86%,完全满足工程中对高带宽数据传输的需求。

基于PCIExpress的高速红外图像采集系统

介绍了一种基于PCI Express(PCI-E)总线的高速红外图像采集系统。重点介绍了PCI-E图像采集板卡的硬件设计和主机的软件设计,PCI-E图像采集板卡采用了基于FPGA的硬件结构,主机的软件设计包括驱动程序和应用程序两部分。经实验测试,此高速红外图像采集系统能完成红外图像的实时采集、显示及存储,性能稳定可靠。系统适用于高帧频、大数据量的红外图像实时采集。

利用FPGA实现DMA方式的高速数据采集

给出了利用FPGA来实现DM A方式的高速数据采集电路的设计思想,工作原理和实施方案。该设计有效地解决了单片机应用领域中速度较慢的CPU和高速的A/D转换器之间的速度配合问题,具有电路设计简单,可靠性高,传输速度快等特点。时序仿真和实际应用都证明了设计的正确性。

基于FPGA的连续采样的高速PCI采集卡设计

从自主研发的角度,提出了可实现连续采样的高速PCI采集卡的设计方法,其中关键的技术是FPGA的开发;该设计方法对采集卡的原理设计、FPGA的开发以及连续采样的实现进行了研究;板卡利用AD602芯片实现了程控放大;采用了PCI9054接口芯片,与PC机的PCI总线进行通讯;根据采集卡的功能要求,FPGA选择ALTERA公司的EP2C20F256C7;为保证连续采样的实现,FPGA实现了数字信号抽取算法以及双SRAM的交替存取结构;该采集卡具有宽频带、多通道、增益可调、DMA传输、可连续采样等特点,目前已成功的用于水轮机空化噪声的采集。

基于PCI Express总线的高速数据记录卡设计

提出了一种基于PCI Express总线的高速数据记录卡的设计方案。PCI Express是用来互连诸如计算机和通信平台应用中外围设备的第3代高性能I/O总线,它已开始取代PCI、PCI-X技术,成为最主要的高速互联技术。文中介绍运用Virtex-5器件内嵌的PCI Express端点模块实现总线接口,并详细阐述高速数据记录卡的结构组成和功能实现。工程实践表明,该高速数据记录卡的记录带宽能达到300 MB/s,可用于雷达系统高速回波数据的记录。

基于PCI-Express和Aurora协议高速光纤通信板卡的实现

介绍了一种基于单片FPGA的高速光纤通信通信板卡,利用Aurora协议支持光纤传输,采用DMA控制逻辑通过PCI-Express接口与主机交换数据,着重阐述了板卡各个功能逻辑实现。实际的测试数据表明该系统具有高带宽、可扩展的特点。

基于光纤通信和PCI Express总线的高速图像传输系统

提出了一种基于光纤通信和PCI Express总线的高速图像传输系统。分析了系统设计方案,并详细阐述了FPGA内部逻辑设计,包括光纤接口的数据收发以及PCI Express总线的DMA传输;简要介绍了Windows WDM驱动程序及MFC应用程序的开发;给出了系统测试结果。该系统传输速率可达1.5Gb/s,且具有低成本、易扩展等优点,能够满足大多数高帧高清视频图像实时传输的要求。

基于CPCI总线DMA方式的实时高速数据交换系统

针对在重离子同步加速器运行过程中,如何解决设备控制器与上层数据处理程序之间的高速数据交换的问题,自主研发了基于Compact PCI总线板卡,板载FPGA,DSP,SDRAM等资源,并设计了DMA完整控制逻辑,传输协议解译全部由硬件完成(FPGA)。多个软硬件模块共同实现了该实时高速数据交换系统。该系统经实测,结构完整自洽,数据传输带宽符合重离子同步加速器运行要求,实现了数据传输的实时性。重点描述该系统数据通路上的诸多技术环节,包括硬件和软件的功能划分、FPGA、DSP、驱动程序、上层应用等各环节的技术细节。该实时数据交换系统系原创性设计,系统解决了控制与数据采集系统的设备控制层与上层数据处理层之间的实时数据交换问题。

基于FPGA的高速PCI采集卡设计

提出一种基于FPGA的高速PCI采集卡的设计方案,详细介绍了系统的硬件和软件结构,分析了FP-GA内部各个模块的功能和原理,并着重描述了PCI接口模块IP核的设计.通过将数据采集的控制模块和PCI接口模块集成在FPGA内部,加上采用双口RAM技术,实现了数据高速采集、传输和存储.该系统集成度高、设计灵活、电路简洁、可扩展性好、抗干扰能力强,适用于航空综合检测设备和智能仪器等高速数据采集场合.

基于PCI Express工业CT数据传输卡的设计与实现

介绍了工业CT数据传输系统中的基于PCI Express(以下简称PCIE)总线的数据传输卡的设计和实现。工业CT数据传输系统以普通的基于PCIE总线架构的PC为开发平台,系统能实现的关键技术之一是实时地接收海量底层数据。PCIE数据传输卡实现将工业CT底层数据实时地传送到PC的内存共享缓冲区中,数据传输采用中断方式。采用xilinx公司的spartan-3系列FPGA来实现总线的逻辑接口控制,采用FIFO结构的数据缓存器做为数据缓冲区,PCIE数据传输卡工作转台稳定,读写速度可达到256MB/s,保证了数据传输的连续性和完整性。