USB3.0接口在数据存储系统中的应用

目前存储器需存储的数据量越来越大,高速数据传输系统的需求变得极为迫切;为实现海量数据的高速稳定传输,并同时具有便携性及兼容性等特征,介绍了一种以FPGA为控制核心,DDR2 SDRAM为高速大容量缓存,USB3.0接口作为记录器与计算机进行数据通信接口的高速数据传输系统,通过模块硬件电路及软件协议实现了数据的高可靠性稳定传输,解决了大容量存储器和计算机之间的数据传输速度瓶颈;经长期试验证明:该接口传输速度可稳定达到150M/s,且数据可靠无误,满足任务设计要求.     

基于USB3.0的高速数据传输电路的设计

针对大容量数据记录器与外围计算机之间的数据通信时间长速度慢的问题,借助USB3.0接口良好的向后兼容性、易于使用性、可热插拔性、传输速度快等特点,设计了以FPGA为主控单元,DDR2SDRAM作为高速大容量缓存,USB3.0接口作为与计算机进行数据通信接口的高速数据传输电路系统;采用外接I2C接口的EEPROM作为USB3.0接口芯片的启动方式;通过专用的线性稳压器为DDR2提供稳定的参考电压和吸收电流;最后详细介绍了USB3.0接口芯片的固件程序配置和FPGA控制模块的逻辑设计;实验测试结果表明,通过USB3.0接口该系统数据传输速度达到149.29M/s,且数据传输可靠。     

数字视频流的USB传输研究与实现

在视频数字解码系统中,需要将AD采样后形成的数字视频流传送到计算机,以便进行模拟解码等算法设计;文章提供了一种FPGA视频信号采集系统数字视频流传输方案,利用FPGA芯片提供的IP核和内嵌的PowerPC 405硬核以及USB2.0芯片CY7C67300实现了数字视频流的USB传输方式;文章介绍了USB芯片的固件开发,针对于系统的特定应用对USB接口的功能进行了定制,建立起PowerPC 405与USB控制器之间的数据通道,将存储在DDR SDRAM中的数字视频流传给USB控制器,并最终通过USB接口传输给PC机;实现了数字视频流的USB传输。     

高速大容量记录仪的USB3.0高速读数接口设计

针对当前USB 2.0已不能满足对高速大容量数据记录仪快速读数的要求,设计了一种基于USB 3.0的高速读数接口。系统以存储阵列构建的某高速大容量机载雷达数据记录仪为背景,USB 3.0采用Slave FIFO接口模式,以记录仪的FPGA为外部主控制器,在FPGA内部构建一个高速FIFO实现对存储数据的缓存与传输,最后通过USB 3.0接口高速传输至计算机。重点介绍了USB 3.0读数接口硬件及其固件程序和FPGA控制程序的设计,并采用GPIF Designer II及Quartus II软件进行仿真与验证。实验结果表明,该USB 3.0接口速率可达120 MB/s,满足记录仪高速读取的要求。     

基于FPGA与DDR2 SDRAM的大容量异步FIFO缓存设计

为了满足高速实时数据采集系统对所采集海量数据进行缓存的要求,通过研究FIFO的基本工作原理,利用FPGA和DDR2 SDRAM设计了一种高速大容量异步FIFO。使用Xilinx提供的存储器接口生成器(MIG)实现FPGA与DDR2的存储器接口,并结合片上FIFO和相应的控制模块完成FIFO的基本框架结构。详细介绍了各个组成模块的功能和原理,并设计了专门的测试模块。     

X射线探测器数据采集与实时传输系统

根据自主设计的X射线探测器读出芯片数据量大、速度快和连续性的特点。设计了基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)、第二代双倍数据率同步动态随机存储器(DDR2)与第三代通用串行总线(USB3. 0)的X射线探测器数据采集与实时传输系统。系统以FPGA和USB 3. 0协议为核心,由FPGA采集X射线探测器读出芯片的24通道数字信号,并送入DDR2存储器中进行高速缓存,高速缓存的数据最终被USB 3. 0接口传输至PC端进行实时处理。该系统数据采集的吞吐率可达2 400 Mbps,USB接口传输速率可达2. 5 Gbps,能够满足X射线探测系统中高速采集与实时传输的要求。     

基于DDR2的高速图像数据传输系统设计

在高速图像数据传输系统中,针对图像数据"高吞吐量"与"大容量"数据缓存的应用需求,提出了一种基于DDR2 SDRAM的高速图像数据传输系统设计方案。为了满足图像数据的高吞吐率要求和数据缓存的大容量需求,采用了FPGA内部FIFO资源搭配片外DDR2的分级缓存机制;为了方便对图像数据的读写与地址的管理,对DDR2内部存储空间进行了重新分布。经测试,该系统可在上位机实时显示图像数据,且稳定可靠。     

基于FPGA的高速图像采集存储系统设计

该系统以FPGA为逻辑控制单元,充分利用模块化结构设计、乒乓无缝缓存和Twoplane页编程FLASH的存储技术,利用视频解码芯片对高速CCD相机采集的图像信息进行解码,实现了高速图像数据的采集存储,保证了数据在采集、传输和存储过程中的可靠性和实时性.通过USB2.0接口将存储的数据上传到地面计算机,利用上位机软件可以清晰看到拍摄的物体.结果表明:该系统能准确采集存储高速图像数据,具有较好的可行性和实用性.     

基于DDR SDRAM的高速数据采集系统的设计

采用DDR SDRAM作为被采集数据的存储体,研究了DDR SDRAM在高速数据采集系统中的应用,分析了DDR SDRAM的工作模式,给出了一种基于DDR SDRAM的高速数据采集系统的设计框图,研究了高速、大容量存储体的设计方案.结合高速数据采集系统的设计要求,重点研究了一种DDR SDRAM控制器的FPGA实现方法,简要介绍了控制器设计中各个模块的功能,最后给出了读/写控制模块对DDR SDRAM的读操作仿真时序图.     

基于双CPCI总线的地震数据采集接口卡设计

针对地震勘探大数据量的采集要求,设计了一种基于双CPCI总线的地震数据采集接口卡。接口卡采用双CPCI总线结构,使用高性能的FPGA和DDR2 SDRAM进行数据处理和存储,实现地震数据的高速采集、预处理及CPCI总线传输等功能。重点介绍了双CPCI总线结构、存储器接口以及高速通信接口的设计和实现方案。海上生产应用结果表明,板卡满足海上地震勘探对接口卡的采集、处理和存储要求。