本文選題：FPGA + PCI�。� 參考：《北方工業(yè)大學》2014年碩士論文

【摘要】：射電望遠鏡在探測天體射電波的過程中會產生大量的數據,如何將采集到的海量數據高速傳輸給計算機進行分析和處理是一項巨大的挑戰(zhàn)。本論文在研究和分析現有的高速數據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設計了一款采用PCI Express總線接口的高速數據傳輸系統(tǒng),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。 論文首先介紹了現今的幾種高速數據傳輸接口技術,并針對系統(tǒng)設計要求給出了基于PCI Express,總線技術的高速數據傳輸系統(tǒng)的設計方案。其次,深入研究了PCI Express總線協(xié)議,分別對PCI Express,總線的系統(tǒng)結構、配置空間、分層結構和總線事務進行剖析,為接下來的設計提供了理論基礎。在FPGA中實現了PCI Express接口邏輯,通過PIO模式能夠對內部寄存器進行讀寫操作,并且驗證了PCI Express存儲器讀、寫以及完成等事務的邏輯。數據傳輸使用DMA方式,詳細介紹了DMA引擎模塊的設計方法,對DMA寫和讀操作的操作流程進行了透徹的分析和說明。最后,在計算機上針對PCI Express,總線接口開發(fā)設備的驅動程序,并且基于驅動程序設計性能測試軟件,實現了設備的狀態(tài)檢測、寄存器配置、DMA數據傳輸等基本功能。 本設計采用PCI Express1.1標準的x8鏈路模式,經過實際測試,DMA數據傳輸速度能達到約1400MB/s,滿足了系統(tǒng)的數據傳輸要求。
[Abstract]:Radio telescopes generate a large amount of data in the process of detecting radio waves from celestial bodies. It is a great challenge how to transmit the collected massive data to the computer at high speed for analysis and processing. In this paper, based on the research and analysis of the existing high-speed data transmission interface technology, the PCI Express, bus technology is taken as the research object, according to the task requirements based on FPGA, a high-speed data transmission system using PCI Express bus interface is designed. The hardware driver and performance testing software are developed on the computer. Firstly, several high speed data transmission interface technologies are introduced in this paper. The design scheme of high speed data transmission system based on PCI Express and bus technology is given. Secondly, the PCI Express bus protocol is deeply studied. The system structure, configuration space, layering structure and bus transaction of PCI Express and bus are analyzed respectively, which provides a theoretical basis for the next design. The PCI Express interface logic is implemented in FPGA, the internal register can be read and write by PIO mode, and the logic of reading, writing and completing transactions in PCI Express memory is verified. The design method of DMA engine module is introduced in detail, and the operation flow of DMA write and read operation is thoroughly analyzed and explained. Finally, the driver of the device is developed for PCI Express, bus interface on the computer, and the performance testing software is designed based on the driver to realize the state detection of the device. This design adopts the x8 link mode of PCI Express 1.1 standard. The speed of DMA data transmission can reach about 1400MB / s after the actual test, which meets the data transmission requirements of the system.
【學位授予單位】：北方工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH751

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 楊菁,余成波,胡曉倩;基于PCI總線的高速數據采集卡的驅動程序設計[J];重慶工學院學報;2003年04期

2 閆國鋒;李長會;陳亮;張潤濤;劉力加;;平方公里射電望遠鏡陣SKA[J];四川兵工學報;2010年10期

3 黃迅,孫政順;利用WinDriver開發(fā)PCI設備驅動程序[J];電子技術應用;2001年03期

4 董永吉;陳庶樵;李玉峰;李印海;;Xilinx PCI-Express核總線接口設計與實現[J];電子技術應用;2011年08期

5 陳小明,仲順安;WinDriver在開發(fā)數據采集卡驅動程序中的應用[J];工業(yè)控制計算機;2005年03期

6 劉兆慶;杜威達;朱雨;張毅剛;;基于IP Core的PXI Express接口DMA引擎設計[J];電子測量技術;2012年07期

7 馬春江;牛文生;孫靖國;;幾種串行總線互連技術分析[J];航空計算技術;2007年05期

8 梁國龍;何昕;魏仲慧;王軍;;PCIE數據采集系統(tǒng)的驅動程序開發(fā)[J];計算機工程與應用;2009年31期

9 孟會;劉雪峰;;PCI Express總線技術分析[J];計算機工程;2006年23期

10 趙宏生;;高速串口互聯技術在陣列信號處理平臺中的應用[J];艦船電子對抗;2007年06期

本文編號：2007446