基于FPGA实现的PCI数据采集卡的研究.pdf

华北工学院硕士学位论文基于FPGA实现的PCI数据采集卡的研究姓名:赵敏申请学位级别:硕士专业:控制理论与控制工程指导教师:任作新20020101摘要灵活、硬件成本低和可靠性高,具有很高的性价比。设计采用自上本文在分析娣兜幕∩希7⒊龌赑总线的高速数据采集卡。用实现了坏腜协议,并设计了用控制高速疍转换器的电路,构成一个莶杉低常7⒘讼低车纳璞驱动程序。采用实现楹涂刂艫/;黄鳎瓜低成杓品浅向下的设计方法,选用对电路进行描述,并在ぞ呦伦酆虾仿真,使得较为复杂的电路设计能在短期内完成。关键词:疍转换;数掘采集翻罚甶匈下;华北工学院硕士学位论文:兰三兰堕堡主兰垡堕奎唬甋瑃—.·疍,,甌,,甋籉籄/籇;;第一章绪论系统总线技术的发展姆⒄瓜肿微处理器系统总线最初是的芟摺W畛醯腎总线只有位宽,寻址空间为字节,到瞥鍪保谠紉芟呓硬寮显加了另一种接插件,这就增加了郊邮菹摺根附加地址线和更多的中断/ο摺K婧螅琁公司在年推出/扑慊盗惺保图借助卅总线夺回市场。是一条全新总线,改进了自动配置特性尥肓拥刂,速度更快,丽且还提供了任选位数据和地址支持。但是疽G笾圃斐Ъ颐肯鄢鲆惶ɑ总线的机器要给公司付赞。这种销售策略使总线未能获得火吐『『『场份额。公司决定采川允踅饩鯷镜腗孔芟呓饩的『昭侍狻芟咄ü勾ㄒ恢侄捞氐牟褰蛹总线反向容,该插接件与咴挡褰蛹嫒荨5接贓芟咛乇鸢汗螅珽芟并没有受到特别的欢迎。主要被用到需要多个网卡和多个磁盘控制器的服务器上,这就能够有效地使用总线控制特性和该总线的额外带宽。当鞅还惴菏垢盏氖焙颍捅兀;D芴峁┛焖訇杵岛痛排绦阅的他净制定。种标准。山鄹癜汗螅允谐∩铣鱿至艘恢指摘咀的设计,即局部总线。局部总线基本上是总线到外部接插件的延长部分,这意味着所有植孔芟呖ǘ际浅たā部总线有一个非常有限的目标铀偈悠岛陀才,所以其设计既简单又便宜。荌公司年推出的, K孀臥处理器推入主流市场,丛本消失了,《崛×舜蟛糠諴谐〖跋嗟币徊糠諶作站市场。陌『『:缫迥酥鼙咄麦綣。华北工学院硕士学位论文猼..●的传送速率每秒只有左右。■地址自动配置。配黄寄存器的全位级别规范,支持自动的设备检此类型的主要特点的整个芯片的功能就是实现了涌冢饕I是一种高带宽、即插即用的总线协议,它被用来满足当今高性能和工作站以及它们的高带宽应用。传统的芟咭巡荒苈闳缡悠迪低场⑼夹加速卡、高速网卡、数据采集和数据存储设各的需要,所以芟咭怀现就在计算机工业得到广泛应用。芟呒际豕娣秎’嬗蒊公司开发,现由一个工业协会管理,【【独立于处理器。为芟呱杓频钠骷钦攵訮的,而不是针对处理器的,因此设备的设计独立于处理器的升级。凸摹技术规范的主要设计目标是实现尽可能小电流的系统■传输速度高。位芟咴诙列创椭兄С置棵的峰值传送速率,对于位珻椭С置棵峰值传送速率。对于位芟撸退俾士纱锏矫棵~。芟验与配置,璞傅哪诖婧虸/刂肥怯扇砑谙低称舳弊远配首:■总线主设备支持。全面支持芟咧魃璞福市硗禤总线访问和通过狿与扩展总线桥访问主存储器和扩展总线设备。另外,魃璞改芄环梦首ち粲谧芟呒侗鸾系偷牧硪桓鯬总线上的目标。■软件透明。在与璞富蛎嫦蚶┱棺芟叩耐嗌璞竿ㄑ妒保件驱动程序使用相同的命令集和状态定义。由于芟叩墓惴河τ茫庑矶喙径荚谧龌赑接口的产品,。它们将复杂的瓹芟呓涌诠叵底;<虻サ//,并为使用者提供双向、邮箱等硬件资源。采华北工学院硕士学位论文⋯设计。及一相关技术国内外现状但核价格昂贵,一般要万美元左右‘啊这种方法是设计者自己丌发涌冢肅騀词迪用两种芯片进行设计,优点是功能强、可靠性高、设计者可避开复杂的芟呓涌诠叵担鄹褚膊还蟆F淙钡闶切酒旧砑捌渌需的非易失性存储器件占用宝贵的板卡面积,设计上也缺少灵活性。目前,己有国外的芯片生产厂商或提供商设计出恕U庑㏄核以软件的形式提供,用户需下载到。或中。如和公司都有针对自己可编程逻辑器件的耍庑┮话愣季细竦姆抡和测试,用户可以直接使用。设计者将擞胗没呒酆系揭黄穑设计出性能价格比最好的单芯片芟呓涌诘缏钒蹇āR虼苏庵址椒ǖ特点是功能强、速度高、可靠性好、占用板卡面积最少、硬件成本最低,甈协议集成到中许多专用集成电路在:笛片本身内部包古了芟呓涌冢缤枷裱顾的:卷片不仅节约了丌发芯片、以太网:芯片等这些通用的;本身集成协议,设计中选用这样时校醵塘素⒎⒅芷冢谝欢ǔ潭壬咸岣吡说缏的性能,简化了电路的测试程序。但是带有涌诘模赫计暇故巧偈一般是针对性很强的应用,。騀杓芇接口涌冢庵稚杓瓶梢越谑∝⒎⒊杀荆杂谑笛樾曰蛏倭坎返目7⒎常适合,用这种方法设计涌谟泻芨叩男约郾龋⒛芙谑“蹇婊降低功耗。本科题就是采用自