一种新的嵌入式系统通信接口的FPGA实现

指出当前嵌入式系统内器件间通信存在的问题。介绍一种新颖的嵌入式系统互连通信方式:RapidIO。论述了RapidIO端点器件的FPGA实现,包括RapidIO逻辑层、传输层、物理层的设计方案和功能。本文设计的RapidIO通信接口模块可与用户研发的FPGA应用程序无缝粘合,满足高性能嵌入式系统中芯片间高速交换数据的要求,较传统的共享式总线的接口方式,具有更低的器件间耦合度和更高的数据传输速率;较其他10 Gb/s级互连技术,更适合高性能嵌入式系统应用。     

RapidIO IP核的验证方法研究

串行RapidIO是针对高性能嵌入式系统芯片间和板间互连而设计的,是未来十几年中嵌入式系统互连的最佳选择之一.在以RapidIO为接口的SOC设计中,对RapidlO IP核的验证是其基础.基于对RapidIO协议的理解,研究了RapidlOIP核功能验证的方法、验证平台的搭建以及验证侧试过程的实施,提出了虚拟平台验证与FPGA原型验证相结合的验证方法.该验证过程搭建了可靠的验证平台,为RapidlO IP核的可靠工作提供了保证.文中的研究工作,从验证思路和方法上对于类似设计的验证具有一定的参考价值.     

信号处理系统高性能网络关键技术的研究

新型通用嵌入式信号处理系统是基于分组交换网络实现的。在嵌入式系统中,其中一个关键的问题是设计高性能和高可靠性的分组网络,解决多个处理器高速互连,进一步提高信号处理系统的整体性能。RapidIO协议是商业联盟协会为了解决嵌入式系统高速互连的问题于2001年3月提出的,该文根据协议的要求和应用范围,以及信号处理系统的特点,将该协议用于解决信号处理系统高速互连的问题,提出了一种能适用于RapidIO分组交换网络不同拓扑结构的路由策略,最后运用概率模型对此分组交换网络的一些性能进行了比较详细的分析。该文通过对实现RapidIO协议关键技术的研究和对系统性能的分析,对建立基于RapidIO协议的通用高速信号处理系统具有重要的意义。     

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。     

基于信号处理系统的接口芯片的设计

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。Ra-pidIO协议是一个点对点的,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,并使用Xilinx公司的FPGA(可编程门阵列)芯片实现了基于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。     

基于SoPC的前端RapidIO接口设计

针对现代高性能嵌入式系统高速RapidIO信号接入的应用需求,提出一种基于可编程片上系统(SoPC)的前端RapidIO接口设计方案,以VirtexII Pro现场可编程门阵列芯片为核心,利用RapidIO IP核等库资源及硬件编程实现RapidIO接口、低压差分信号图像接口、RS422控制接口间的信息转发逻辑。该方案能够提高信息采集和输出的时效性。     

基于RapidIO的高性能通信接口的设计与实现

在高性能计算领域中,集群系统对于高速互连网络的要求越来越高.通过研究将RapidIO用于集群系统的高速互连网络,设计并且实现了基于RapidIO的高性能通信接口,该接口针对MPI高度优化,并且充分利用RapidIO的硬件优势,具有基于优先级的多流、可靠有序的数据包传输等特点,并且使用了空闲缓存池提高性能.实验数据表明,在带宽和延迟上,该专用接口都比原来的接口有优势.     

基于VxWorks的RapidIO-IP设计与实现

在研究RapidIO互连标准和TCP/IP协议的基础上,设计RapidIO-IP架构,分析VxWorks操作系统中END的工作原理和SBC8641D平台上RapidIO总线的工作机制,对基于RapidIO的END驱动需要实现的几个关键技术进行攻克,成功实现了RapidIO-IP,为RapidIO协议在嵌入式系统中的应用奠定了基础。     

一种基于RapidIO的虚通道管理方法

分析嵌入式系统通信需求及RapidIO总线通信特点,融合机架内RapidIO网络管理技术,提出了一种适用于大规模嵌入式异构平台的RapidIO虚通道管理方法,利用Zynq芯片作为管理节点,建立RapidIO虚通道。为资源池系统提供了机架内节点高速通信的能力,且为嵌入式系统的通信扩展提供了强力支撑。     

VxWorks下RapidIO互连系统的实现

介绍RapidIO协议和以MPC8641D处理器及Tsi578交换芯片组成的RapidIO互连系统硬件平台,在此平台上进行基于VxWorks操作系统的RapidIO驱动开发,实现RapidIO的主要功能,如读写、消息传递、门铃事务等,并对RapidIO通信机制进行带宽和时延的测试,验证RapidIO通信的基本功能和性能。     

基于RapidIO和存储映射的高速互连网络

分析当前高速互连网络中同时存在的TCP/IP, GAMMA, InfiniBand, SCI等技术的实现机制,介绍RapidIO高性能总线技术。研究RapidIO协议和MPC8548处理器的相关技术,提出在RapidIO高速互连网络中实现存储映射的通信技术解决方案。     

一种RapidIO IP核的设计与验证

RapidIO总线是第三代总线的代表,是处理器之间实现互联的最佳选择。但国内对于此技术的研究尚处于起步阶段,使用者也多以购买国外成熟IP为主。文中基于RapidIO V1.3协议,介绍了一种RapidIO总线的设计和实现方法,之后对其进行了全面的虚拟平台测试和FPGA平台测试。测试结果表明,该RapidIO总线符合RapidIO V1.3协议,且设计实现方式简单,复用性好,可以作为RapidIO接口方便地应用于FPGA和芯片设计中。     

基于RDMA的Rapidl0用户态通信接口实现

作为一款高性能的嵌入式互联协议,RapidIO支持RDMA操作以获得高性能.目前,针对RapidIO通信接口只有以太网模拟器,这种实现机制限制了RapidIO通信性能的发挥.参考国内外基于RDMA的通信协议实现方法,并结合RapidIO互联协议的特点,提出了一套基于RDMA技术的RapidIO用户态通信接口实现方法.在此基础上,验证了通信接口的性能并对实现方案进行了多种优化.经比较,实现的RapidIO通信接口数据吞吐量是目前所有已知的RapidIO通信接口中最高的.     

多核DSP系统高速传输核心的IP设计

针对现代高性能嵌入式系统对高速数据传输的应用需求,RapidIO高速串行总线作为新一代嵌入式系统互联总线,具有高速度、低延时、高可靠性等特性,能够很好地适应嵌入式多核DSP系统高速数据传输的要求。本文介绍了互联总线的发展过程,分析了高速串行RapidIO协议特点,针对多核DSP领域嵌入式系统的要求,给出了基于串行Ra-pidIO总线互联的核心IP设计。     

基于龙芯2E的AMC处理器模块设计

介绍基于国产通用处理器的嵌入式高级夹层卡（AMC）处理器模块的设计和实现。该模块以龙芯2ECPU为核心,板卡设计符合AMC规范,可以直接应用于符合新型先进电信计算构架规范的计算机系统。模块配有适用于嵌入式系统互联的串行RapidIO接口,可以提供充足的有效带宽用于数据通信和系统配置。给出模块的芯片组设计和软件配置。     

基于RapidIO的多DSP互联仿真实现

RapidIO协议作为数据通信协议之一在嵌入式系统开发中具有重要作用,适合短距离,需要多处理单元合作的应用场景,例如多DSP构成的板卡系统. BWDSP芯片作为一款高性能数字信号处理器,其丰富的计算资源在雷达信号处理等领域具有重要潜力.硬件设计开发中,直接采用已有数据通信协议很难适配具体硬件资源导致最终产品的数据传输性能较低.因此需要结合具体硬件模型,进行数据通信交换模型仿真建模设计,提高数据传输效率.本文首先介绍了RapidIO协议和BWDSP体系架构,然后设计了基于SystemC语言的串行RapidIO交换模型,最后设计实现了BWDSP虚拟平台.本文设计的BWDSP虚拟平台功能符合实际RapidIO协议标准,对硬件产品开发具有一定指导意义.