基于FPGA的多通道雷达数据回放系统设计

为解决雷达实时信号处理功能及性能有效验证问题,文中设计并实现了一种宽窄带一体化、多通道雷达数据回放系统。该系统按雷达工作的时序和数据率将雷达回波数据发送至实时信号处理系统,从而对目标跟踪场景进行复现,实现雷达实时信号处理功能及性能的有效验证。系统硬件平台由磁盘阵列服务器与两块PCIe光纤板组成。基于Xilinx系列产品,结合系统特点对PCIe DMA控制流程及响应机制做进一步调整,实现了服务器到光纤板的雷达回波数据高速批量传输。根据雷达工作机制及回波数据结构,设计FPGA回放控制状态机及相关功能模块,严格按照雷达工作的时序和数据率使雷达回波数据由光纤板传输至实时处理系统。分别设计软件同步控制方法和硬件同步控制方法,保证多板卡数据回放的同步性。测试结果表明,该系统实现了宽、窄带雷达回波数据的板间同步回放,各数据类型分别支持6路并行数据通道,数据回放峰值速率可达1 920 MB·s^-1。文中系统可依托雷达原有硬件平台实现,无需增设板卡和线缆,具有良好的集成性与通用性,目前已被应用于某多功能相控阵雷达中。     

基于UVM的PCI Express总线控制器验证平台

针对高速外设部件互连(Peripheral Component Interconnect Express,PCIe)总线控制器数据格式复杂、链路状态繁多的特点,提出了基于System Verilog语言的通用验证方法学(Universal Verification Methodology,UVM)验证平台。相较于传统定向验证方法,该验证平台中的验证用例使用受约束的随机方式对PCIe模块进行充分验证,能自动进行结果比对,并在回归测试中自动收集覆盖率数据。结果表明,该验证平台可以快速定位设计缺陷,在兼顾较好的可重用性和可配置性的同时,实现覆盖率验证目标,大大提高验证效率。     

PCIe媒体桥在视频监控和分析系统中的应用

支持不断增长的数据对更高带宽的需求不仅限于消费电子产品，其他行业也要求比以往更多的数据。视频监控和分析产品就是很好的例子。本文将对PCIe媒体桥在视频监控和分析系统中如何改善用户数据体验进行介绍。     

基于FPGA的PEX8311的LBS控制器的实现

通过对LBS控制器的控制信号、LBS总线读写操作时序、LBS状态机进行分析,设计并实现了一个高效、可靠的LBS控制器来实现FPGA和PEX8311的通信系统,在PEX8311和FPGA接口中运行状态正常,稳定性强,成功应用于某视频采集卡、某PCIe数据采集卡等,基于FPGA设计的LBS控制器具有灵活性强、可编程能力强、适应性强等优点。     

基于RMAP_IP核的PCIe-SpaceWire接口卡的研究与实现

针对SpaceWire数据通信的特点,提出一种实现SpaceWire接口卡的方法.通过对SpaceWire总线技术和PCIe总线技术的研究,提出以RMAP_ IP核为基础,利用PCIe实现SpaceWire节点设备与星载主机的通信.重点介绍了SpaceWire接口卡硬件设计的方案,同时自主研制了驱动程序与应用程序对该方法进行了验证.实验表明:该接口卡具有设计简单、尺寸小、应用范围广,以及低功耗等特点,可以实现SpaceWire设备和上位机进行通信的功能,并可用来对SpaceWire网络通信状况进行实时监测.     

脉冲动态核极化增强的NMR 和MRI 系统研究

该文介绍了一种自行设计和构建的可扩展脉冲动态核极化谱仪,可以实现核磁共振波谱与磁共振成像的功能．该仪器的新颖设计主要有：1) 采用基于PCIe 的分布式总线结构,能够极大地提高数据传输效率和通信可靠性,实现精确控制脉冲序列;2) 采用外部高速的DDR 芯片存储脉冲序列元素和FID 数据,可以极大的提高脉冲序列的执行速度,减少快速成像序列的TR 时间间隔;3) 采用时钟移相技术,可以精确产生分辨率为纳秒级别的数字脉冲．最后对该仪器的动态核极化-磁共振波谱与核磁共振成像功能进行了实验验证．     

一种PCIe交换电路设计与实现

随着高速串行计算机扩展总线标准(PCIe)技术的成熟和应用场合的增多,传统的“点对点”传输已不能满足不同设备之间高速数据传输的需求,因此有必要对PCIe数据交换技术进行研究.为了更加方便且高效地进行PCIe总线高速数据传输,也为了能将PCIe设备进行拓展,设计了一种以国产CPU为核心的PCIe交换电路,详细介绍了硬件设...     

支持国产密码算法的高速PCIe密码卡的设计与实现

密码卡在信息安全领域发挥着重要作用,但当前密码卡存在性能不足的问题,难以满足高速网络安全服务的需要。该文提出一种基于MIPS64多核处理器的高速PCIe密码卡的设计与系统实现方法,支持SM2/3/4国产密码(GM)算法以及RSA, SHA, AES等国际密码算法,系统包括硬件模块,密码算法模块,主机驱动模块和接口调用模块;对SM3的实现提出一种优化方案,性能提升了19%;支持主机以Non-Blocking方式发送请求,单进程应用即可获得密码卡满载性能。该卡在10核CPU下SM2签名和验证速度分别为18000次/s和4200次/s, SM3杂凑速度2200 Mbps, SM4加/解密速度8/10 Gbps,多项指标达到较高水平;采用1300 MHz主频16核CPU时,SM2/3的性能指标提高1倍,采用48核CPU时SM2签名速度可达到10⁵次/s。     

瞬态信号集中式测量系统接口的PC机驱动设计

为了实现瞬态信号集中式测量系统数据的实时传输,设计了基于PCIe总线接口的瞬态信号集中式测量系统。瞬态信号集中式测量系统PCIe总线接口的设计包括PCIe从设备设计和PC机驱动设计,本文仅对该系统PCIe接口的PC机驱动进行研究。PCIe总线的PC机驱动程序采用NI公司的NI-VISA和LabWindows开发环境设计,首先采用NIVISA Driver Wizard软件配置PCIe设备相关信息和中断检测寄存器,生成INF驱动配置文件,接着使用LabWindows软件通过NI-VISA相关库函数对PCIe设备进行初始化和DMA数据传输设计,最后完成对PCIe总线的PC机驱动验证。实验结果表明:采用NI-VISA和LabWindows开发环境设计的PCIe总线驱动传输速率可以达到300 MB/s。NI公司的NI-VISA和LabWindows开发环境设计的PCIe总线驱动,不仅满足瞬态信号集中式测量系统的数据传输要求,而且降低了PCIe总线的开发难度,缩短了开发周期。     

超声相控阵系统中基于FPGA的PCIe总线数据传输研究*

针对超声相控阵系统的高速传输需求,本文提出了一种基于FPGA的PCIe总线传输方案。实现了基于PCIe总线的相控阵数据DMA(直接存储器读写)上传、控制命令下传、发送数据缓存及驱动和上位机测试程序设计。通过实验测试了PCIe总线的DMA传输速率,可达6.5Gbit/s,并成功将该方案应用于64通道超声相控阵检测系统中,实现了超声相控阵系统的PCIe总线数据传输。