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                基于CPCI总线接口和LVDS接口的接收和传输测试数据实验设计

                2020年01月26日 16:08 ? 次阅读

                0 引言

                随着科学技术的迅猛发展,越来越大的数据传输量和越来越高的数据传输速率成为信号处理贵州快三开奖结果系统亟待解决的问题。因而,开发一种能够实时处理大量高速数据,同时兼具稳定性和通用性的新总线成为整个数据链技术中迫切需要解决的瓶颈之一。CPCI (紧凑外围设╱备互联总线)结合了PCI总线的电气特性和欧式卡的机械标准,可提供132 MB/s的峰值带宽[1],同时CPCI构架开放,性能优良,在可靠性、兼容性和机械性能等方面均有优势。 因此,CPCI总线已成为当今应用最广泛的工业计算机总线,基于CPCI总线的工业控制计算机已经成为解决大量高速数据处理的一个新方向。

                基于某测试任务,本文详细阐述了通过CPCI总线接口和LVDS接口接收和传输测试数据,在保〖证可靠性的前期下,提高了地面设备接收和处︽理数据的速度。测◤试结果表明,此方法可行可靠,圆满完成了测试任务。

                1 总体设计

                本设计的主要工作是对江苏快三平台外接CPCI设备进行命令下发、状态检测及数据接收操作。其主要工作流程是:由上位机下发命令字控制整个系统的正常运行,主控芯片XC3S400通过PCI9054桥接◆从背板总线接收主机卡发出的命令字,完成逻辑控制;通过RS422接口与外接设备进行通信,控制外接设备进入相应的工大发快三怎么猜和值中呢作状态以及接收其相应的状〓态返回;通过LVDS接◣口接收外接设备的高速数据,将数据写入FPGA的FIFO后,由PCI9054通过DMA控制器将接收的数据回传至主机卡。总体设计框图如图1所示。

                基于CPCI总线接口和LVDS接口的接收和传输测试数据实验设计

                整个设计大公鸡七星彩以FPGA为控制核心,充分利用其强大的可编程能力[2],能够灵活控制总线传输速率等多个指标,在增加系统通用性的同时,也¤充分发挥了CPCI总线高速传输的优势。

                2 RS422接口设计

                RS422接口用来下发命令字和接收状态字,由于信号码率较低,为625 kb/s,因此设计中主要∏考虑传输的稳定性和可靠性。本设计针对此问山东11选5开奖结果题首先选择了抗干扰性强的差分对信号传输数字量,同时对信号采取隔离措施,以防止前后级设备之间的互相干扰。接口北京快三示意图如图2所示。

                基于CPCI总线接口和LVDS接口的接收和传输测试数据实验设计

                该接口♀北京快三选用ADI公司的磁隔离全双工收发器ADM2682E,无需外接DC/DC隔离模块。但是输入输▲出的供电引脚需要电源旁路,噪声抑制需要一个低电感高频电容,纹波抑制需要一个大容量电容々。为了抑制噪声和降低纹波,至少需要并联两个电容,其中容值较小的电容靠近器件摆放。因此,在器件的VCC与GND1,VISOIN、VISOOUT与GND2之间均要加去耦电容。

                差分输入端R2将差分输入正端上拉至VISO,R4将差分输入负端接地,这样做的好处是可以防止因为差分信号长距离传输造成的信号削▃弱,阻值均选择1 kΩ;因为数据传输电缆为特性阻抗为100 Ω的第五↓类屏蔽双绞线,R3的作用是可以减少信号的反射和衰减,提高数据传输的可□靠性,阻值选为120 Ω。

                3 LVDS接口设计

                3.1 硬件接口

                LVDS技术采用低压摆幅和贵州快3开奖结果和低电流驱动输出,具彩神官方网站登录有很强的抗干扰性[2-4]。TI公司的DS92LV1023和DS92LV1224分别是高速串行差分数据流串化器和解串器。

                在系统上电后,DS92LV1023和DS92LV1224将所有输出引脚置为三态后,启动相环跟踪并锁定本地的全局时钟。LVDS串化器连续给数据接收端的解串器发送同步信号,当解串器锁相环成功锁定同步时〖钟后,LVDS接口将串行数据送出。同理,LVDS解串器也需要与发送端同步后才〓能接收数据。若在数据传输的过程中解串器锁相环失锁,时钟紊乱,则LOCK信号会置高电平以通知串化器进行再同步的操作。

                为了延长LVDS数据的传输距离,在发送端和接收端分别增加了电缆驱动器和电缆均衡器,以此来增强差分信号的驱动和补偿能力。驱动器CLC001AJE的传输速率最高可达622 Mb/s,通过配置外围电阻将DS92LV1023输出的低压差分信号压差从200 mV提升至0.9 V~1.1 V,有效增强了信号的驱动能力。在信号的接收端,信号经过屏蔽双绞线传输,衰减后很容易造成⌒ 码间串扰,均衡器CLC014AJE可针对带宽50 Mb/s~650 Mb/s的信号进行北京快3补偿。恢复信彩票购买号强度后,再通过DS92LV1224将串行数据大发快三漏洞破解解串[5]。LVDS数据发送、数据接收北京快三分别如图3、图4所示。

                基于CPCI总线接口和LVDS接口的接收和传输测试数据实验设计

                3.2 软件逻辑设计

                LVDS逻辑控制示意图如图5所示,控制模块由FPGA内部的FIFO完成数据☆的缓存。上电后,LVDS发送模块向外部发凤凰彩票大发快三技巧送同步信号Sync,FIFO空标志信号Prog_empty为0时,FIFO读使能信号FIFO_rden_reg置1,将FIFO中的数据读出,然后向外部接口发送,线上空闲时发送无效数据[6-7]。

                基于CPCI总线接口和LVDS接口的接收和传输测试数据实验设计

                LVDS接收模块在时钟Rclk的上升沿,对从被测设备接收到的数据进行纠错;在时钟Rclk的下降沿,判断若接收到的数据为有效数,则内部︼的数据有效信号置1,将有效数据◎发送给FIFO,通过主控制模块上传至CPCI总线。

                4 CPCI总线接口实现

                目前,CPCI总线接口的实现大发平台主要有2种方法:(1)使用可编程逻辑器件自行设计;(2)使用专用的协议转换芯片,将CPCI总线转换为用户自定义的本地总线大发快三免费破解版软件[8]。第二种傻瓜式的实现方法虽然不如第一种方法灵活,但胜在省◣时省力,简单易用,开发周期短,因此应用较为广泛。

                4.1 PCI9054工作模式

                本设计√采用PLX公司的PCI9054协议转换芯片,其本地工作模式采用逻辑控制简单、开发难度较低∩的C模式,该模式下PCI9054芯片内部的地址线和数据线相互独立,用户可以自行定义需♀要的本地时序,实现CPCI接口的通信功能。CPCI接口与本地总线之间的数据传输有3种方式:PCI IniTIator模式、PCI Target和DMA模式。PCI Target模式是CPCI主设备通过PCI9054发起对本地总线上资源的访问;DMA模式即PCI9054通过控制CPCI和本地两条总线来实现数据的突发金达彩票app传输。本设计主要工作是命令字的下发和数据的上传,考虑操作的简易度,对于命令字的下发▅采用Target模式下的单周期访问模式,对于数据的上传采用DMA模式突发传输[9]。

                PCI9054与CPCI总线的连接是通过CPCI连接器J1实现的,即PCI9054的CPCI信号通过◣串接10 Ω匹配电阻与J1的相应信号引脚连大发棋牌接,串接10 Ω电阻是为了减少总线分支因为较大的背板阻抗对总线产生的瞬态干扰,保证信号传输的准确性。PCI9054的本地时钟由外部有源晶振提供,且与FPGA端的时钟同步。在FPGA内部划分一块FIFO作为数据缓存,利用其↓双口操作的特性实现数据的跨时钟域∞传输,同时也方便了本地时序的◣设计。

                4.2 CPCI本地总线接口实现

                CPCI本地总线大发快三技巧接口是本设计的核心所在。整个CPCI接口的设计思路是:主控芯片FPGA通过桥接PCI9054与CPCI总线交互,由其内部逻辑自定义本地总线的工作时序实现对总线的状态控制,同时产生片内读写及地址信号完成单周期读写和突发传输的功能。在FPGA内部划分一块FIFO作为数据缓存来实现数据突发读取,由其半→满信号作为上位机的读取标志。基于这种设计思路,为了保∴证通信的可靠性,本文设计了类似握手协议的通福建11选5信方式,具体操作如图6所示。

                基于CPCI总线接口和LVDS接口的接收和传输测试数据实验设计

                系统上苏宁彩票电复位后状态机在S0状态循环等待。当上位机下发指令时,CPCI总线将Lhold信号拉高来申请本地总线,本地总线将Lholda信号拉高作为应答信号将总线控制权交给PCI9054。然后CPCI总线将Ads#拉低,开启新的总线传输,将命■令字写入约定好的地址LA0。FPGA在检测到Ads#有效后离开S0进入S1状态。判断Blast#为低,进入单周期传输模式,判断LW/R#为低,执行Target读操作,即从CPCI总线接收上位机下发的命令字,然后拉高Ready#和Blast#表示单周期读操作结束。接着状态机返回S0继续检测Ads#信号。根据协议,FPGA会接着执行一次单周期Target写操作,将收到的命令字向上位机返回,由上位机对比两次命令字,结果一致表明命令下发成功,否则重新发送。这种增加反馈确认程序的命令下发模式有效保证了◇命令发送的准确性。

                当下№发的命令字要求上传数据时,FPGA将内部FIFO缓存的半满标志根据协议写入固定地址,上位机每间隔一定个CLK会自动执行一次贵州快3走势图单周期读操作,读取大发快三大小单双视频该地址的标示内容,若标示有时时中彩票效,则状态机进重庆时时五星彩走势图入DMA突发传输模式时,结束后返回S0状态,继续读取半满标示,直到命令结束。

                这种结合PCI Target单周期模式读写指令和DMA突发模式传输数据的传输模式,既在节省CPU资源的同时保证了命令的准确下发和反馈,也有效发挥了CPCI总线的高速传输数据的飞艇计划优势[10]。

                5 仿真ξ与试验结果分析

                调试使用ISE配套的ChipScope Pro软件实时分析本地总线操作时序,图7为单周期读操作时序。在上位机下发上传数据的指令42H后,CPCI总线每400个CLK自动执行一次单周期读操作,判断地址0x3000内的数据标示是否为AA,如果是,说明缓存已准备好有效数据,上位机可以突发取数。经过390个CLK后,上位机开始突发取数,图8为突发取数操作时序,上位机从地址0x0020~0x1820取走FPGA写入的2K数据,每次突发4 B。实@ 际工作时序与CPCI本地接口的理论时序一致。图9是上山东快三位机解包后的原始数据,其中包标示用于区分模拟量和数字量,包计数用于鉴定丢包。整个数据文件大发快三彩票一分钟规律帧结构完整,包计数连续,没有丢数现象,进一步证明了本设计中CPCI接口与本地接口衔接合理,方案可行。

                基于CPCI总线接口和LVDS接口的接收和传输测试数据实验设计

                基于CPCI总线接口和LVDS接口的接收和传输测试数据实验设计

                6 结论

                本设计以PCI9054和FPGA控制器为核心,以LVDS为数据传输接口,从软硬件两个方面介绍了CPCI总线和本地总线的交互设计,通过协议转换芯片简化了整个设计,完成了数据传输卡与上位机之间的通信。测试结果表明,本设计方案可行、可靠,同时也可以为PCI、PXI平台的设计提供参※考价值。

                参考文献

                [1] 金海平。基于FPGA及CPCI总线的数据采集系统设计[D]。长沙:国防科学技术大学,2013.

                [2] 李北国,杨圣龙,李辉景。基于FPGA的LVDS高可靠性传输优化设计∞[J]。电子技∮术应用,2018,44(8):78-81,85.

                [3] 赵阳刚,郭涛,黄玉岗。基于FPGA和LVDS的弹载数据回读系统设计[J]。电子器件,2017,40(1):113-117.

                [4] 郭虎峰,陈香香,李楠。基于LVDS总线和8b/10 b编码技术的高速远距离传输设计[J]。自动化与仪表,2015,30(5):32-36.

                [5] 任勇峰,彭巧君,刘占峰。基于FPGA的CPCI高速读数接口设计[J]。电子器件,2015,38(1):148-151.

                [6] 郭柳柳,储成君,甄国涌,等。基于PXI总线高速数据传输卡的设计[J]。计算机测量与控制,2014,22(6):1899-1901.

                [7] 魏丽玲,朱平,石永亮。基于FPGA的快三平台在线图像采集与存储系统设计[J]。电子技术应用,2015,41(11):67-69,73.

                [8] PLX Technology.PCI 9054 Data Book.Version 2.1[Z].2000.

                [9] 李昕龙,刘亚斌,周强。基于PXI/CPCI总线的LVDS数据收发模块设计[J]。微计算机信息,2012,28(9):105-106,273.

                [10] 王晓君,宇文英,罗跃东。基于FPGA的CPCI和LVDS接口技术及应用[J]。半导体技术,2007,32(3):248-251.

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                iPhone 12将改进Face ID功能,Li...

                买前激光电视需要注意什么

                 提到购买激光电视,很多人担心价格太贵。价格固然重要,但是购买激光电▃视需要全方位考虑,这样▓才能最终决....
                发表于 2020-01-16 11:03? 432次阅读
                买前激光电视需要注意什么

                采用PC/104嵌入式模块与1553B总线卡实现...

                随着我国航空事业的迅速发展,各种新型彩宝贝下载飞机和发控设备相继研制成功,以往一些测控设备〓在功能和性能上已无法....
                发表于 2020-01-16 10:17? 269次阅读
                采用PC/104嵌入式模块与1553B总线卡实现...

                RS 422通信接口芯片系统北京快三的设计及实验仿真...

                目前通用的串行〒通信接口标准主要有RS 232,RS 422和RS 485,其中RS 232属于单端不....
                发表于 2020-01-16 10:11? 216次阅读
                RS 422通信接口芯片系统北京快三的设计及实验仿真...

                基于总线传输的智能型接口转换器实现城市互联网消防...

                消防作々为现代城市安全系统的一个组成部分,随着现代城市的迅速发展已越来越显示其重大发快三大小单双技巧要性。但目前市场上的城....
                发表于 2020-01-16 09:47? 73次阅读
                基于总线传输的智能型接口转换器实现城市互联网消防...

                基于卐单片机AT89S52与总线技术实现小区周界防...

                随着科学技术和经济的快速发展,人们对居家的概念已从最初满足简单的ξ 居住到注重对住宅的人性化需求,如安全....
                发表于 2020-01-15 17:07? 192次阅读
                基于单片机AT89S52与总线技术实现小区周界防...

                关于RS-485总线电平异常解决方案解析

                RS-485总线电平异常解决方案解析
                发表于 2020-01-15 17:05? 294次阅读
                关于RS-485总线电平异常解决方案解析

                基于Compact PCI总线的热插拔技术的№原理...

                系统在X86系统主机下,设计为一个IO适配卡,通过以上分析可知,具备热插拔能力的CompactPCI....
                发表于 2020-01-15 16:55? 145次阅读
                基于Compact PCI总线的热插拔技◆术的原理...

                EtherCAT技术的原理、性能及应用优势

                EtherCAT主张“以太网控制自动化技术” 。 它是一个〗开放源代码,高性能的系统,目的↙是利用以太网....
                发表于 2020-01-15 16:22? 158次阅读
                EtherCAT技术的原理、性能及应用优势

                AMD第三代线程撕裂者平台有三种接口?

                处理器和主板换接口、换插座是绝大多数彩神争霸8大发快三官网用户非常厌烦的事情,这意味着整个平台都要跟着换,也失去了升级性和....
                发表于 2020-01-14 16:47? 761次阅读
                AMD第三代线程撕裂者平台有三种接口?

                USB接口与雷电接口有什么关系?

                USB接口和雷电接口有什么关系?
                发表于 2020-01-13 16:34? 339次阅读
                USB接口与雷电接口有什么关系?

                AMD B550/A520主板将发布,第一季度有...

                去年,AMD X570主板和△锐龙3代处理器同步发售,总的来看X570主板价格还是有些高,最便宜的在1....
                发表于 2020-01-13 09:36? 1941次阅读
                AMD B550/A520主板将发布,第一季度有...

                采用单片机和MCP2510、MCP2551芯片设...

                本文提出的基于CAN现场总线的集散型火灾报警控制系统的网络结构如图1所示,每个节点都〖以AT89C51....
                发表于 2020-01-10 16:48? 184次阅读
                采用单片机和MCP2510、MCP2551芯片设...

                歌尔如何减快3平台app下载少TWS耳机♂与耳机充电盒之间接触点

                歌尔的该项方案不仅一分赛车实现了TWS耳机的充电接口与通信接口复用、软硬件实现简单,而且美化了耳机外观、降低....
                发表于 2020-01-10 14:26? 578次阅读
                歌尔如何减少TWS耳机与耳机充电盒之间接触点

                利用ZigBee网络组网和总线技术实现新一代电↘子...

                系统的ZigBee网络通信部分由一台主控制器、若干从控制器组成。系统的各个主、从控制器相对★独立,各主....
                发表于 2020-01-10 14:15? 121次阅读
                利用ZigBee网络组网和总线技术实现新一代电子...

                双通道CAN总线扩展板可以应用在恶劣环境中

                VersaLogic公司通过新的“ C1”模块扩展了其工业温度范围的耐用型Mini PCIe扩展产品....
                发表于 2020-01-09 15:07? 139次阅读
                双通道CAN总线扩展板可以应用在恶劣环境中

                总线时钟

                /** @defgroup RCC_AHB1_Peripherals对应端口(port)所∏在的总线时钟   * @{   */ #...
                发表于 2020-01-09 14:54? 459次阅读
                总线时钟

                LVDS技∞术的应用优势及基于FPGA实现远端显示...

                LVDS接口又称RS-644总线接口,是20世纪90年代出现的一种数据传输和接口技术。LVDS是一种....
                发表于 2020-01-08 16:40? 768次阅读
                LVDS技术的应用优势及基于FPGA实现远端显示...

                采用COTS新技术对各类工业以太〓网实时性能评价进...

                根据文献,某种报文的实时性得到满足是指其报文响应时间小于规定的时限,某个节点的实时性合乎要求是指该节....
                发表于 2020-01-08 16:34? 466次阅读
                采用COTS新技术对各类工业以太网实时性能评价进...

                通过RS485串口实现开关信号的多点监测,提高总...

                工业现场经常要采集多点数据,模拟信号或开关信号,一般用到RS485总线,使用一主带多从的通信方式,该....
                发表于 2020-01-08 16:22? 678次阅读
                通过RS485串口实现开关信号的多点监测,提高总...

                AMD调整Freesync认证级别,FreeSy...

                类似于NVIDIA去年对G-Sync的变更,在CES 2020上,AMD也重新调整了Freesync....
                发表于 2020-01-08 09:20? 678次阅读
                AMD调整Freesync认证级别,FreeSy...

                香橙派Orange Pi 4/4B 开发板的PCIE接口测试

                香橙派最新的两款开发板,Orange Pi 4和Orange Pi 4B,都带有24pin PCIE接口,目前开发板的 Android8.1系统适...
                发表于 2020-01-07 20:20? 2409次阅读
                香橙派Orange Pi 4/4B 开发板的PCIE接口测试

                Linear LTC4266A/LTC4266C...

                LTCR4266A是一个四通道电→源设备(PSE)控制器,能够向兼容的LTPoE ++受电设备(PD)....
                发表于 2020-01-07 16:29? 701次阅读
                Linear LTC4266A/LTC4266C...

                空中软件更新确保互联汽车的数据安全性

                最近许多起针对互联汽车的黑客攻击已经引起了巨大轰动,这对系统的安全性提出了挑战。通常情彩神彩票网官方端口况下,可以使用....
                发表于 2020-01-02 15:47? 1027次阅读
                空中软件更新确保互联汽车的数据安全性

                HDMI高清晰度多媒体接口的详细资料△概述

                HDMI(高清晰度多媒体接口)是首个也是业界唯一支持的不压缩全数字的◇音频/ 视频接口。HDMI 通过....
                发表于 2020-01-01 09:41? 540次阅读
                HDMI高清北京快三开奖结果晰度多媒体接口的详细资料概述

                如何实现8080接口与FSMC接口对接

                从图中可以看出8080接口的协议大概流程是:先发出片选信号,然后发出命令使能或者数据使能信号,待数据....
                发表于 2019-12-31 16:16? 273次阅读
                如何实现8080接口与FSMC接口对接

                主板接口全解析

                相比成∞品主机,自己组装电脑不但便宜不少,而且各部分硬件能根据自己的需求专门定制,可以极大的节省资金。
                发表于 2019-12-31 09:00? 873次阅读
                主板接口全解析

                IWR1642boost开发板连接到电脑上无法读●取,可能是XDS110驱动烧录大发快三全天计划数据失败

                上次按照手册里面的运行流程烧录XDS110文件,结果现在连接开发板到电脑是没←有任何反应。设备管理器也没有任大发快三计算公式绝准法何接口信...
                发表于 2019-12-26 19:14? 203次阅读
                IWR1642boost开发板连接到电脑上无法读取,可能是XDS110驱动烧录失败

                Intel LGA1200接口尺寸图㊣曝出,整体布...

                Intel将在明年上半年发布代号Comet Lake-S的第十代桌面酷睿成人快播色情网处理器,还是14nm工艺,最....
                发表于 2019-12-26 16:01? 1031次阅读
                Intel LGA1200接口尺寸图曝出,整体布...

                Orange Pi开发板连接SATA接口硬盘的方式

                方法1:香橙派开发板+硬盘(直接连接)此方法适用于有SATA接口的开发板。 Orange Pi现有的开发板,目前只有RK...
                发表于 2019-12-24 20:50? 3625次阅读
                Orange Pi开发板连接SATA接口硬盘的方式

                交换机堆叠的两种方●式,与级联有什么不同之处

                堆叠是指将一台以上的〒交换机组合起来共同工作,以便在有限的空间内提供尽可能多的端口。多台交换机经过堆叠....
                发表于 2019-12-19 11:49? 950次阅读
                交换机堆叠的两种方式,与级联有什么不同之处

                AXI总线的概念及基本特点是什么

                AXI总线是一种多通道传输总线,将地址、读数据、写数据、握手信号在不同的通道中发送,不同的访问之间顺....
                发表于 2019-12-19 10:02? 924次阅读
                AXI总线的概念及基本特点是什么

                FPGA视频拼接ξ 项目LVDS视频传输数据︽接口介绍

                LVDS(Low Voltage Differential Signaling)即低压差分信号传输,是一种满足当今高性能数据传输应用的新型技...
                发表于 2019-12-11 09:51? 167次阅读
                FPGA视频拼接项目LVDS视频传输数据接口介绍

                N5242A仪器客户端编程接口下载

                请帮忙提供下N5242A仪器客户端编程接口的下载路径。谢谢! ...
                发表于 2019-12-11 08:15? 161次阅读
                N5242A仪器客户端编程接口下载

                N5242A PC端开发COM接口

                有那个♀大侠帮忙提供下N5242A提供的com接口。谢谢!...
                发表于 2019-12-10 22:03? 266次阅读
                N5242A PC端开发COM接口

                求助,如图为比较器输入LVDS信号,输入电流0.5mA,图中反馈分分彩大发快三玩法电阻R17怎么计算?

                1.手写的是我目前ω所能想到的,后面不知道怎么计算了 2.输入端能运∩用虚短吗?LVDS输入正负两端压差就已江西快三app经60mV了 ...
                发表于 2019-12-02 19:34? 464次阅读
                求助,如图为比较器输入LVDS信号,输入电流0.5mA,图中反馈电阻R17怎么计算?

                找RJ45 1*2双胞胎贵州快三规格书

                烧友们,我找一份RJ45/1*2的以太网口规格书。 ...
                发表于 2019-11-27 17:37? 578次阅读
                找RJ45 1*2双胞胎规格书

                【PCB设计大赛】信号控制板

                [table] [tr][td]北京快三由9个模块组成,分别为电源模广西快3走势图块,USB模块,LED驱动模块,传感↘器控制模块,音频模块,继电...
                发表于 2019-11-19 22:54? 268次阅读
                【PCB设计大赛】信号控制板