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基于Virtex系列FPGA的可编程嵌入式信号处理背板的开发设计

文章出处:大阳城集团地址 人气:发表时间:2024-05-31 01:34
本文摘要:现场可编程逻辑门阵列(FPGA)和高性能数字信号处理器(DSP)是高速信号处理领域两大关键器件,FPGA和DSP的运算速度及并行处理效能沦为制约高速信号处理应用于的主要因素。FPGA以其设计灵活性及硬件高密度性在高速信号处理领域表明出有越来越最重要的起到。Xilinx公司近期发售的Virtex系列FPGA。

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现场可编程逻辑门阵列(FPGA)和高性能数字信号处理器(DSP)是高速信号处理领域两大关键器件,FPGA和DSP的运算速度及并行处理效能沦为制约高速信号处理应用于的主要因素。FPGA以其设计灵活性及硬件高密度性在高速信号处理领域表明出有越来越最重要的起到。Xilinx公司近期发售的Virtex系列FPGA。

是一种使用5层0.22mCMOS工艺的高性能、大容量现场可编程逻辑门阵列,其系统门密度高达100万门,系统性能平均200MHz,可选择配备为多种接口标准,内部所含非常丰富的布线资源,其SelectRAM和BlockRAM可灵活性地配备为SRAM、FIFO、DPRAM、CAM等多种形式的存储单元。Virtex系列FPGA所含极其丰富的I/O资源,可灵活性地与TMS320C40DSP模块,与DSP因应可已完成简单的信号处理功能。

C40DSP所含两组外部总线资源和6个高速通信口,可便利地展开多DSP拓展,以提升系统信号处理的性能。  在对Virtex系列FPGA展开充份解读和研究的基础上,融合对XC4000系列FPGA和DSP背板开发设计经验,研制出了基于XCV200/300PQFP240和TMS320C40的可编程嵌入式高速信号处理背板。背板使用了针对系统市场需求自行研发的XPCI总线,背板可脱离实际应用于系统展开独立国家的面向应用于的设计和调试,也可按照XPCI总线标准便利地映射到实际应用于系统中,沦为系统的一部分展开牵头调试。

  对可编程嵌入式信号处理背板展开全面综合测试的结果表明,背板性能超过了预期设计拒绝,工作状态平稳。我们还针对实际应用于研发了一些FPGA模块和DSP程序。

  1Virtex系列FPGA性能概述  在前几代FPGA研发的基础上,Virtex系列FPGA融合了多种可编程系统的特征,使用了较慢灵活性的层次性点对点布线资源和先进设备的处置技术,获取了高速度、大容量的逻辑解决方案,更进一步延长了数字信号处理系统的开发周期。与前几代FPGA比起,Virtex系列FPGA的特性主要反映在以下几个方面:  (1)更高的处理速度和更高的逻辑门密度。Virtex系列仅次于系统门数超过100万门,系统性能平均200MHz,其中较为常用的几个功能模块性能如表格1右图。  表格1Virtex系列FPGA几个常用功能模块的性能  (2)更好可相容的I/O接口标准。

Virtex系列可相容16种高性能接口标准,可必要与ZBTRAM器件模块,且其独有的I/O分组方式可使多种不同电压标准接口在同一片FPGA上构建。  (3)片内时钟管理电路。

Virtex系列内部包括4个灵活性的延时锁相环用作高级时钟管理,可实现倍频、方波、锁住大于功能,此外还有4个主全局时钟网络和24个从本地时钟网络,以构建高速时钟的传输。  (4)层次性存储管理系统。Virtex系列内部查询单元可配备为16bit和32bitRAM、16bitDPRAM或16bit移位寄存器,其BlockRAM资源可配备为4kbitDPRAM或FIFO、CAM等存储器件,且获取了高速外部RAM模块。


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