本文選題：高速串行　切入點(diǎn)：交換　出處：《西安電子科技大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：當(dāng)前,數(shù)字信號(hào)處理算法日趨復(fù)雜,大數(shù)據(jù)量及高計(jì)算復(fù)雜度對(duì)信號(hào)處理機(jī)提出了更大的挑戰(zhàn)。根據(jù)大規(guī)模計(jì)算要求,信號(hào)處理機(jī)一般集成眾多處理節(jié)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)并行處理。當(dāng)處理節(jié)點(diǎn)增多到一定數(shù)量時(shí),點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的互連方式將大大限制數(shù)據(jù)的傳輸帶寬,進(jìn)而影響信號(hào)處理機(jī)的整體性能。因此,研究基于高速串行交換的可擴(kuò)展信號(hào)處理機(jī),使系統(tǒng)中任意節(jié)點(diǎn)間享有獨(dú)立的高傳輸帶寬,具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文設(shè)計(jì)了一種基于高速串行交換的FPGA+多核DSP通用信號(hào)處理機(jī),具體內(nèi)容如下:(1)給出了信號(hào)處理機(jī)的整體設(shè)計(jì)方案。在開發(fā)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上,選用性能強(qiáng)勁的FPGA和DSP作為處理節(jié)點(diǎn)。同時(shí),采用最新的SRIO和PCIe交換芯片,實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理機(jī)各處理節(jié)點(diǎn)之間的互連。(2)詳細(xì)分析了各處理節(jié)點(diǎn)的功耗需求(電壓值、電壓類型及電流值)和時(shí)鐘需求(時(shí)鐘頻率和電平邏輯),并依據(jù)需求制定了相應(yīng)的電源和時(shí)鐘設(shè)計(jì)方案;隨后介紹了數(shù)據(jù)交換模塊的設(shè)計(jì)原理和思路,并闡述了各接口的互連方式,重點(diǎn)確定了各處理節(jié)點(diǎn)和交換芯片的配置方式;最后分析了高速信號(hào)傳輸時(shí)需要注意的電源完整性和信號(hào)完整性問(wèn)題,并設(shè)定了多層PCB板的疊層結(jié)構(gòu)。(3)重點(diǎn)描述了各交換芯片的寄存器配置流程,并依據(jù)各高速串行協(xié)議及其數(shù)據(jù)包格式進(jìn)行FPGA和DSP端驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā),編寫了各處理節(jié)點(diǎn)通過(guò)交換芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏y(cè)試程序,達(dá)到了各處理節(jié)點(diǎn)中數(shù)據(jù)靈活交互的目的。論文雖然實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的靈活傳輸,但傳輸速率與理論值之間還有一定差距,需要進(jìn)一步優(yōu)化。除此之外,本方案只使用了交換芯片最基本的功能,一些復(fù)雜但更有應(yīng)用前景的特性尚待開發(fā)。
[Abstract]:At present, the digital signal processing algorithm is becoming more and more complex. The large amount of data and high computational complexity pose a greater challenge to the signal processor. Signal processors generally integrate many processing nodes to achieve parallel processing. When processing nodes increase to a certain number, point-to-point interconnection will greatly limit the transmission bandwidth of data, thereby affecting the overall performance of the signal processor. This paper studies an extensible signal processor based on high speed serial switching, which can make any node in the system enjoy independent high transmission bandwidth. This paper designs a FPGA multi-core DSP universal signal processor based on high speed serial switching. The main contents are as follows: 1) the whole design scheme of the signal processor is given. The powerful FPGA and DSP are selected as processing nodes. At the same time, using the latest SRIO and PCIe switching chips, the power requirement (voltage value) of each processing node is analyzed in detail. Voltage types and current values) and clock requirements (clock frequency and level logic), and according to the requirements of the corresponding power supply and clock design, then introduced the data exchange module design principles and ideas, The interconnection mode of each interface is expounded, and the configuration mode of each processing node and switch chip is determined. Finally, the problems of power supply integrity and signal integrity that should be paid attention to in high-speed signal transmission are analyzed. The stack structure of multilayer PCB board is set up. The register configuration flow of each switch chip is described emphatically, and the driver of FPGA and DSP is developed according to each high speed serial protocol and its data packet format. The test program of data transmission between each processing node through the switch chip is written, which achieves the purpose of flexible data exchange in each processing node. Although the paper realizes the flexible transmission of data, However, there is still a gap between the transmission rate and the theoretical value, which needs further optimization. In addition, this scheme only uses the most basic functions of the switching chip, and some complex but more promising characteristics need to be developed.
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN911.7

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本文編號(hào)：1637826