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FPGA与各构成器材之间互联

2017-05-11 10:04分类:电工考证知识 阅读:

  体系架构断定,下一步便是FPGA与各构成器材之间互联的疑问了。通常来说,CPU和FPGA的互联接口,首要取决两个要素:
  (1)CPU所支持的接口。
  (2)交互的事务。
  通常来说,FPGA通常支持与CPU联接的数字接口,其常用的有EMIF,PCI,PCI-E,UPP,网口(MII/GMII/RGMII),DDR等接口。作为总线类接口,FPGA通常作为从设备与CPU联接,CPU作为主设备经过拜访直接映射的地址对FPGA进行拜访。依据是不是有时钟同步,通常总线拜访分为同步或异步的总线,依据CPU外部总线协议有所纷歧样,但数据、地址、操控信号底子是总线拜访类型中总线信号所不能省掉的。CPU手册中会对信号界说和时序操控有着详细的阐明,FPGA需求依据这些详细阐明来完毕相应的逻辑。一同CPU还能够对拜访时序进行设置,比方最快时钟,乃至所需的最小树立时刻和坚持时刻,这些通常CPU都能够进行设置,而这些详细参数,不只影响FPGA的完毕,也决议总线拜访的速度和功率。关于同步总线,只需求依据输入时钟进行采样处理即可,但关于异步总线,则需求的对进入的操控信号进行同步化处理,通常处理方法是存放两拍,去掉毛刺。因而用于采样的时钟就与CPU所设置的总线参数有关,如采样时钟较低,等操控信号安稳后在译码后输出,一个总线操作周期的时刻就会相对较长,其处理的功率也相对较低;假定采样时钟过快,则对要害途径又是一个应战,因而合理设定采样频率,便于接口的移植并接口的功率是计划的要害点陡峭衡点。
  关于总线型的拜访来说,数据信号通常为三态信号,用于输入和输出。这种计划的意图是为了削减外部连线的数量。因为数据信号相对较多通常为8/16/32位数据总线。总线的拜访的优势是直接映射到体系的地址区间,拜访较为直观。但相对传输速率不高,通常在几十到十0Mbps以下。这种要素的构成首要为以下要素(1)受制总线拜访的距离,总线操作周期等要素,总线拜访距离即两次拜访之间总线闲暇的时刻,而总线操作周期为从主张到相应的时刻。(2)不支持双向传输,而且FPGA需自动主张对CPU操作时,通常只需主张CPU的接连处理一种方法。这种总线型操作特征,使其能够用作体系的处理操作,例如FPGA内部存放器配备,作业进程中所需参数配备,以及数据流量较小的信息交互等操作。这些操作数据量和所需带宽适中,能够应对通常的嵌入式体系的处理需求。
  关于大数据流量的数据交互,通常选用专用的总线交互,其特征是,支持双向传输,总线传输速率较快,例如GMII/RGMII、Upp、专用LVDS接口,及SERDES接口。专用SERDES接口通常支持的有PCI-E,XAUI,SGMII,SATA,Interlaken接口等接口。GMII/RGMII,专用LVDS接口通常处理在1GbpS一下的事务方法,而PCI-E,依据其类型纷歧样,支持几Gbps的传输速率。而XAUI可支持到十Gbps的传输速率,lnterlaken接口可支持到40Gbps的事务传输。
  关于纷歧样所需的事务方法及处理器的类型,则可挑选相应的接口方法,来传输详细的事务。如今干流FPGA中都供给的各种接口的IP。挑选FPGA与各型CPU互联接口,通常挑选干流的运用交互计划,分外的接口短少支持IP,致使开发、调试、保护和兼容性的本钱都较大,一同留心体系的继续演进的需求,如只在本项目运用一次,而下一项目或开发时期已摒弃此类接口,则需提早计划技能路途。终究一个安稳、高效的接口互联是一个项目成功的根底。
  不是悉数的嵌入式体系都需求“无量上”的接口方法,各类低速的安稳接口也相同在FPGA的接口互联中有着首要的人物,其间UART、SPI、I2C等联接方法也十分的多见。终究,一个优异的计划不是“无量上”的堆积,而是对需求最小本钱的满意。适宜的才是最美的。

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