基于FPGA的高速串行數據傳輸的設計與實現.pdf

1、針對不同項目的需求，本文設計了兩個高速接口。某信號處理機在傳送數據時對傳輸速度有很高的要求。USB3.0接口在市場上已經廣泛普及，并且具有即插即用、傳輸速度快、兼容性強等優(yōu)點，最大傳輸速度可達5Gbps。在此背景下，本文首先設計了以FPGA為控制中心、DDR2 SDRAM為數據緩存、USB3.0接口作為與計算機進行數據通信接口的高速數據傳輸電路。視頻采集卡是進行視頻處理必不可少的硬件設備，對數據傳輸要求也很高，在研究和分析現有的高速數據

2、傳輸接口技術的前提下，將PCI Express總線技術作為研究對象，根據任務需求基于FPGA對PCI Express總線接口進行了程序設計，并在計算機上開發(fā)了硬件設備的驅動程序和性能測試軟件。
　　論文首先對兩種接口技術的研究背景、國內外研究現狀和接口協議進行了介紹，然后根據任務設計要求，分別構建了傳輸電路的系統(tǒng)框圖。USB3.0接口主要工作是設計了一種以FPGA內部的片上FIFO和DDR2 SDRAM為架構的高速緩存器，設計了U

3、SB3.0在從FIFO工作模式下的GPIFⅡ狀態(tài)機，完成了VHDL控制程序的編寫;PCI-E接口主要工作是在FPGA中實現了PCI-E接口邏輯，通過PIO設計對內部寄存器進行讀寫操作，驗證了PCI-E存儲器讀寫以及完成等事務邏輯。數據傳輸使用DMA方式，介紹了DMA引擎模塊的設計方法，對DMA讀寫操作的流程進行了分析。
　　經測試，USB3.0接口可以穩(wěn)定的實現155MB/S的數據無誤差傳輸，解決了數據傳輸速度瓶頸;PCI-E接口