高速数据交换的FPGA实现

针对数字信号处理系统前端数据采集与后端信号处理之间的数据流传输效率问题,介绍了基于RapidIO协议和Aurora协议在FPGA上实现高速数据交换的设计方案。该交换模块采用Aurora协议与光纤传输结合实现高速数据采集的点到点通信,并利用RapidIO协议的高效率解决数据高速交换问题。验证结果表明该方法在数据传输效率上达到了预先设计指标,其对提高数字信号处理系统处理带宽、改进系统性能具有较大的意义。     

基于多传输通道的单向传输技术研究

在对单向数据传输技术研究的基础上,分析了现有的光闸系统中存在的一些不足。针对这些不足,提出基于多传输通道的单向数据传输设计。首先阐述了多传输通道传输方案的基本思路,利用通用的光纤网卡实现了数据的单向传输,然后结合前向纠错技术进行可靠性设计,并给出了多通道数据传输的调度算法。最后进行了系统的架构的设计。通过实验验证了该方案可以实现快速、单向、可靠的数据传输。     

一个基于P2P高性能计算的高效数据传输协议

针对基于对等网络的高性能计算平台P2HP，设计了一个高效的数据传输协议FDTP.FDTP是一个基于连接的数据管道传输协议，其网络传输通道包括传输控制消息的消息信道和传输任务数据的数据信道．它将数据传输过程分为构建通道、数据传输、关闭通道3步，定义了数据请求方式和数据传输格式，并对传输过程中的数据通道进行管理和容错控制．FDTP通过简化传输控制和减少通信次数来降低通信延迟，进而提高数据传输效率，并最终提高P2HP的运行效率．     

多通道SRIO数据传输优化设计与应用

为了满足遥测系统大容量数据高速可靠传输的需求,提出了一种基于FPGA和Serial RapidIO(SRIO)的数据传输链路优化设计,传输链路为4x模式,传输速率为2.5 Gb/s。针对测试过程中链路异常被训练成1x模式而造成数据传输异常的现象进行深入分析,采用上电复位和软件复位相结合的方法对传输链路进行优化,经测试验证,优化后的链路数据传输稳定,1路SRIO数据传输速率可达585 MB/s,且无丢帧、误码现象。该设计已成功应用于遥测系统项目,实现高速数据稳定传输。     

动态可重构总线数据传输管理方法设计与实现

为实现总线多通道数据并发高速传输与容错,解决故障状态下的总线数据动态重构问题,设计一种动态可重构总线数据传输管理方法。采用四体先入先出队列(FIFO)进行数据缓冲存储,利用通道故障状态表,通过4×32矩阵开关数据,传输管理阵列组织与4个FIFO缓冲区及所有有效通道间的数据传输。在8通道系统中的实验结果表明,最高通信速率可达到800 Mb/s,能对7个通道故障进行动态容错。     

基于FPGA的RapidIO核接口芯片的设计和实现

新型嵌入式系统采用基于交叉开关的互连模式，用于系统互连的交叉开关是以RapidIO协议为核心的。RapidIO协议是一个点对点、包交换的协议。通过对RapidIO协议的研究，掌握了实现该协议的关键技术。使用Xilinx公司的FPGA(可编程门阵列)芯片实现基于RapidIO核的终端设备，并通过软件仿真和硬件实验系统对其功能进行验证。     

支持数据缓存的LVDS-以太网转接板设计

低电压差分信号（LVDS）具有抗干扰能力强、传输距离远等优点，已被广泛应用于嵌入式系统各模块间的数据传输。同时，在实际应用中，模块与主机间的连通接口采用千兆以太网网口来提高数据交互速度。一种LVDS-以太网转接板设计可以用于模块与主机间的信息交互，满足LVDS信号到以太网传输信号的转换需求。转接板采用可扩展处理平台作为核心处理芯片，利用片内高速总线加快数据传输，实现高效、轻量化设计。通过增加数据缓存功能电路及对应逻辑，有效提高了处理器的工作效率，避免数据丢失。经过模块的系统测试验证，LVDS-以太网转接板能够实现LVDS信号到网口的转接需求，并支持数据缓存功能。     

RapidIO高性能通信中间件设计

针对RapidIO总线互联系统中网络节点间高效端对端通信功能的缺失,实现了基于消息机制的RapidIO通信中间件,以虚通道的方式为应用提供数据传输功能。虚通道采用HOST节点集中控制的管理方式,易于实现系统功能的迁移与重构。实物环境中的带宽、时延测试表明,RapidIO通信中间件具有很高的传输效率。     

多阵元拖缆勘探系统传输方案的设计

根据多阵元拖缆勘探系统中水声数据传输的特点,设计了一种基于LVDS(Low-Voltage Differential Signaling)技术的流水线型数据传输系统。通过8B10B编码方式保证了数据传输时的直流均衡;利用"点名帧"的方法实现了对传输包包号的动态设置;采用预加重和均衡技术解决了LVDS信号远距离传输的问题,并克服了传统系统采用光纤传输时机械强度差、断线修复难等缺点。经测试,系统在100 m传输线长、192 Mb/s数据率下工作稳定、可靠,实验结果证明了方案的可行性。     

支持多种传输模式的双通路串行RapidIO设计与实现

传统的串行RapidIO2.1接口支持3种通道模式(1×、2×、4×)。在2×或1×模式下,4条物理链路只有2条或1条在进行数据传输,其余链路被闲置,造成带宽浪费;另外,一个RapidIO接口只能与一个目的端互连。基于传统的串行RapidIO2.1接口协议,设计了一种支持双通路传输的串行RapidIO接口,通过PCS层的可配置交叉开关共实现14种传输模式,双通路模式下可同时和两个串行RapidIO接口互连。双通路RapidIO提高了RapidIO系统互连的灵活性和传输带宽。实验结果表明,在1×或2×模式下,双通路传输的传输带宽是传统设计的两倍;4×模式下,双通路RapidIO的有效带宽与传统单通路RapidIO的相同。     

数据传输链路的数字量通信模块设计

针对某航天器上数据采编设备在随弹发射前需要对其各个功能进行模拟验证的状况,本文设计了一种以FPGA为控制核心、RS-422和LVDS接口为数据传输链路的数字量通信模块.3路RS-422用于模拟数字量传感器的输出,一路RS-422用于模拟状态.4路异步RS-422均采用UART标准通信协议,数据接收端采用多数判决原则以保...     

基于双DSP的信号处理板的设计及其在SAR信号仿真中的应用

针对SAR信号仿真系统高速实时数据处理和传输的要求,本文设计并实现了基于双DSP结构的高性能实时信号处理板。该板使用两片TMS320C6416作为信号处理核心和数据流控制中心,使用PCI-PCI桥接芯片PCI2050B对PCI总线进行了扩展,并使用两片FPGA实现了内部高速互联通道和外部LVDS高速接口,具有很强的可重构性和可扩展性,并可在多种模式下工作。实测结果表明,该设计可完全满足SAR信号仿真的性能需求。     

基于经验小波变换的多通道微弱电流信号噪声控制

多通道微弱电流信号受很多噪声因素的干扰,导致微弱电流信号输出相对误差增加,为此提出基于经验小波变换的多通道微弱电流信号噪声控制方法。采集多通道微弱电流信号,利用经验小波变换技术分解采集到的微弱电流信号,判断电流信号中是否存在噪声并确定噪声类型。装设微弱电流信号噪声控制器,根据电流信号中的噪声量与噪声类型生成控制指令,对不同通道微弱电流信号噪声进行控制。实验结果表明,该方法的多通道微弱电流信号信噪比较高,输出信号与原信号之间的相对误差较小,可以实现多通道微弱电流信号噪声控制。     

基于FPGA和LVDS的AOS高速合路器/分路器研究

在对AOS进行功能划分的基础上,介绍了一种基于FPGA和LVDS的高速合路器/分路器,它是空间数据传输标准AOS(高级在轨系统)的仿真和验证系统中一个非常关键的组成部分。该方案采用FPGA对多路信号进行并行处理和调度,并且通过LVDS在合路器、分路器、链路控制器等高速设备之间交换数据。试验结果表明采用该合路器/分路器的系统较好地实现了高速环境下AOS的数据传输,并具有很大的灵活性。     

基于ARM和FPGA的高扩展性超声检测模块设计与实现

介绍了一种以ARM和FPGA联合作为中央控制处理单元的4路超声探伤模块。给出了其整体结构方案,阐述了以4路超声模拟信号为一组的多路超声探伤模块硬件扩展的设计思路和实现方案,讨论了FPGA对高速LVDS数据的采集、处理、时序同步功能的实现,ARM与FPGA之间总线接口的实现,ARM嵌入式系统功能以及网络通信功能的实现。实际应用表明,该功能模块能达到预期的设计要求,并能方便地实现硬件扩展。     

基于AD6655的多通道高速数据采集系统设计

给出了多通道高速数据采集系统的具体设计方案。以AD6655为例设计4路采集系统,结合实际工程应用重点分析设计了A/D采样输入端的匹配网络、采样时钟电路和LVDS数据传送等关键技术。对采集系统的主要性能进行了测试、仿真及分析。     

用于温湿度信号采集的∑-Δ型ADC的设计与实现

为实现室内育种多通道温湿度的信号采集,采用基于过采样原理的∑-△模数转换器(ADC)及FPGA的方案更为方便简单.针对温湿度采集的低成本、低精度要求,选择了由FPGA的低压差分输入端(LVDS)及其内部的抽取型级联积分梳状(CIC)滤波器实现的一阶ADC.该ADC分辨率达到12位,转换时间约为350 μs,温湿度测量精度完全满足同类型系统指标要求,可作慢信号采集的通用ADC.通过ChipScope在线调试和改进调理电路,使得测量误差进一步减小.还可采用高阶ADC满足高精度多种类模拟信号测量,具有适用性强、成本低、功耗低,且集成度高等特点.     

基于DSP与TLC3548的多通道数据采集系统的设计与实现

设计了基于TMS320F2811和具有较高精度的A/D转换芯片TLC3548的多通道数据采集系统。通过系统的硬件和软件设计,可实现对外部信号的多通道数据采集、传输和保存,以便进行后期的数据处理。     

LVDS高速并口通信协议设计

提出高速数据传输系统中IEEE802.3千兆网卡与同步静态存储器间非对称点对点高速通信接口和通信协议设计方案,接口速率不低于1 Gb/s。基于高速接口中常用的低电压差分信号技术,电气连接单向使用5路低摆幅差分信号对,其中1路时钟,4路数据,双沿采样源同步传输;基于适用于短传播延时的停止等待自动重复请求协议,通信协议使用命令——应答机制;利用模256校验保证数据的可靠传输。理论分析表明,通信接口带宽可达1.2 Gb/s,协议效率在99%以上,协议工作稳定可靠,在满足千兆网卡全速接收转发数据的情况下,高速并口带宽仍有裕量。