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串行控制

  • 采用FPGA实现基于ATCA架构的2.5Gbps串行背板接口

    当前,在系统级互连设计中高速串行I/O技术迅速取代传统的并行I/O技术正成为业界趋势。人们已经意识到串行I/O“潮流”是不可避免的,因为在高于1Gbps的速度下,并行I/O方案已经达到了物理极限,不能再提供可靠和经济的信号同步方法。基于串行I/O的设计带来许多传统并行方法所无法提供的优点,包括:更少的器件引脚、更低的电路板空间要求、减少印刷电路板(PCB)层数、PCB布局布线更容易、接头更小、EMI更少,而且抵抗噪声的能力也更好。高速串行I/O技术正被越来越广泛地应用于各种系统设计中,包括PC、消费电子、海量存储、服务器、通信网络、工业计算和控制、测试设备等。迄今业界已经发展出了多种串行系统接口标准,如PCI Express、串行RapidIO、InfiniBand、千兆以太网、10G以太网XAUI、串行ATA等等。 Aurora协议是为私有上层协议或标准上层协议提供透明接口的串行互连协议,它允许任何数据分组通过Aurora协议封装并在芯片间、电路板间甚至机箱间传输。Aurora链路层协议在物理层采用千兆位串行技术,每物理通道的传输波特率可从622Mbps扩展到3.125Gbps。Aurora还可将1至16个物理通道绑定在一起形成一个虚拟链路。16个通道绑定而成的虚拟链路可提供50Gbps的传输波特率和最大40Gbps的全双工数据传输速率。Aurora可优化支持范围广泛的应用,如太位级路由器和交换机、远程接入交换机、HDTV广播系统、分布式服务器和存储子系统等需要极高数据传输速率的应用。 传统的标准背板如VME总线和CompactPCI总线都是采用并行总线方式。然而对带宽需求的不断增加使新兴的高速串行总线背板正在逐渐取代传统的并行总线背板。现在,高速串行背板速率普遍从622Mbps到3.125Gbps,甚至超过10Gbps。AdvancedTCA(先进电信计算架构)正是在这种背景下作为新一代的标准背板平台被提出并得到快速的发展。它由PCI工业计算机制造商协会(PICMG)开发,其主要目的是定义一种开放的通信和计算架构,使它们能被方便而迅速地集成,满足高性能系统业务的要求。ATCA作为标准串行总线结构,支持高速互联、不同背板拓扑、高信号密度、标准机械与电气特性、足够步线长度等特性,满足当前和未来高系统带宽的要求。 采用FPGA设计高速串行接口将为设计带来巨大的灵活性和可扩展能力。Xilinx Virtex-IIPro系列FPGA芯片内置了最多24个RocketIO收发器,提供从622Mbps到3.125Gbps的数据速率并支持所有新兴的高速串行I/O接口标准。结合其强大的逻辑处理能力、丰富的IP核心支持和内置PowerPC处理器,为企业从并行连接向串行连接的过渡提供了一个理想的连接平台。 本文论述了采用Xilinx Virtex-IIPro FPGA设计传输速率为2.5Gbps的高速串行背板接口,该背板接口完全符合PICMG3.0规范。本文对串行高速通道技术的发展背景、现状及应用进行了简要的介绍和分析,详细分析了所涉及到的主要技术包括线路编解码、控制字符、逗点检测、扰码、时钟校正、通道绑定、预加重等。同时对AdvancedTCA规范以及Aurora链路层协议进行了分析, 并在此基础上给出了FPGA的设计方法。最后介绍了基于Virtex-IIPro FPGA的ATCA接口板和MultiBERT设计工具,可在标准ATCA机框内完成单通道速率为2.5Gbps的全网格互联。

    标签: FPGA ATCA Gbps 2.5

    上传时间: 2013-05-29

    上传用户:frank1234

  • 基于ARM的多路串行和以太网通信技术的研究与应用

    近年来,随着控制系统规模的扩大和总线技术的发展,对数据采集和传输技术提出了更高的要求。目前,很多设备需要实现从单串口通信到多路串口通信的技术改进。同时,随着以太网技术的发展和普及,这些设备的串行数据需要通过网络进行传输,因而有必要寻求一种解决方案,以实现技术上的革新。 本文分别对串行通信和基于TCP/IP协议的以太网通信进行研究和分析,在此基础上,设计一个嵌入式系统一基于APM处理器的多路串行通信与以太网通信系统,来实现F8-DCS系统中多路串口数据采集和以太网之间的数据传输。主要作了如下工作:首先,分析了当前串行通信的应用现状和以太网技术的发展动态,通过比较传统的多路串口通信系统的优缺点,设计出了一种采用CPID技术和CAN总线技术相结合的新型技术,并结合F8-DCS系统数据量大和实时性高的特点,对串行通讯帧同步的方法进行了详细的研究。然后,根据课题的实际需求,对系统进行总体设计和功能模块划分,并详细介绍了基于ARM7处理器的多路串口通信接口、以太网通信接口以及二者之间的数据传输接口的电路设计。在软件设计上,对系统的启动代码、串行通信协议、串口驱动以及多串口与网口间双向数据传输等进行了详细的论述。最后,将上述技术应用于某大型火电厂主机F8-DCS系统I/O通讯网络的测试与分析,达到了设计要求。

    标签: ARM 多路 串行 以太网

    上传时间: 2013-07-31

    上传用户:aeiouetla

  • 基于FPGA的串行通信实现与CRC校验

    本文应用EDA技术,基于FPGA器件设计与实现UART,并采用CRC校验。主要工作如下: 1、在异步串行通信电路部分完全用FPGA来实现。选用Xilinx公司的SpartanⅢ系列的XC3S1000来实现异步串行通信的接收、发送和接口控制功能,利用FPGA集成度比较高,具有在线可编程能力,在其完成各种功能的同时,完全可以将串行通信接口构建其中,可根据实际需求分配资源。 2、利用VerilogHDL语言非常容易掌握,功能比VHDL更强大的特点,可以在设计时不断修改程序,来适用不同规模的应用,而且采用Verilog输入法与工艺性无关,利用系统设计时对芯片的要求,施加不同的约束条件,即可设计出实际电路。 3、利用ModelSim仿真工具对程序进行功能仿真和时序仿真,以验证设计是否能获得所期望的功能,确定设计程序配置到逻辑芯片之后是否可以运行,以及程序在目标器件中的时序关系。 4、为保证数据传输的正确性,采用循环冗余校验CRC(CyclicRedundancyCheck),该编码简单,误判概率低,为了减少硬件成本,降低硬件设计的复杂度,本设计通过CRC算法软件实现。 实验结果表明,基于EDA技术的现场可编程门阵列FPGA集成度高,结构灵活,设计方法多样,开发周期短,调试方便,修改容易,采用FPGA较好地实现了串行数据的通信功能,并对数据作了一定的处理,本设计中为CRC校验。另外,可以利用FPGA的在线可编程特性,对本设计电路进行功能扩展,以满足更高的要求。

    标签: FPGA CRC 串行 通信实现

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:Altman

  • 基于DMA控制器的UART串行通信设计

    针对大数据量的串口间通信,在常规的UART串行数据通信的基础上,结合Cortex-M3微控制器中DMA控制器的作用,实现DMA控制的UART串口数据包收发。设计链表项缓存,最终实现DMA的分散/聚集模式的数据传输过程,主要是发送过程。提高了串行数据通信过程的MCU独立性和MCU利用的效率。

    标签: UART DMA 控制器 串行

    上传时间: 2013-11-04

    上传用户:gaome

  • 单片机的串行口

    难点串行通信的四种工作方式 要求掌握:串行通信的控制寄存器串行通信的工作方式0和方式1了解:串行通信的基础知识串行通信的工作方式2和方式3

    标签: 单片机 串行口

    上传时间: 2013-12-18

    上传用户:bruce

  • 单片机间双工串行通讯

    串行传送的特点 随着多微机系统的应用和微机网络的发展,通信功能显得越来越重要。这里所说的通信是指计算机与外界的信息交换。因此,通信既包括计算机与外部设备之间,也包括计算机和计算机之间的信息交换。由于串行通信所用的传输线少,并且可以借助现存的电话网进行信息传送,因此,特别适合于远距离传送。对于那些与计算机相距不远的人机交换设备和串行存储的外部设备(磁盘等),采用串行方式交换数据也很普遍。在实时控制和管理方面,采用多台微处理机组成分级分布式控制系统,其中各CPU之间的通信一般都是串行方式。所以,串行接口是微机应用系统常用的接口。串行传送是在一根传输线上一位一位的传送,这根线既做数据线又做联络线,也就是说要在一根传输线上既传送数据信息,又传送联络控制信息,这就是串行方式传送的第一个特点。那么,如何来识别在一根线串行传送的信息流中,哪一部分是联络信号,哪一部分是数据信号。为解决这个问题,就引出了串行通信的数据格式的约定。因此,串行传送的第二个特点是它的数据格式有固定的要求(即固定的数据格式),分异步和同步数据格式,与此相应,就有异步通信和同步通信两种方式。异步通信方式是按字符传送的,而同步通信是按数据块传送的。

    标签: 单片机 串行通讯 双工

    上传时间: 2014-12-27

    上传用户:shen007yue

  • AT89S51单片机学习板串行通信实验讲义--STK-070

    计算机的串行口与控制 单片机串行口除用作单片机之间串行通信的通道外,还能和普通计算机的RS-232口(串口)进行通信。 这是单片机的一大特色,使得它在通信与控制领域得到广泛的应用。 本部分从一些基础的RS-232标准谈起,并结合一些串口基础实验加深对知识的理解。最后,讲解如何用Visual Basic语言编写一个简单的串口通信程序。

    标签: 070 89S S51 STK

    上传时间: 2014-01-12

    上传用户:siguazgb

  • 单片机串行通信发射机

    单片机串行通信发射机 我所做的单片机串行通信发射机主要在实验室完成,参考有关的书籍和资料,个人完成电路的设计、焊接、检查、调试,再根据自己的硬件和通信协议用汇编语言编写发射和显示程序,然后加电调试,最终达到准确无误的发射和显示。在这过程中需要选择适当的元件,合理的电路图扎实的焊接技术,基本的故障排除和纠正能力,会使用基本的仪器对硬件进行调试,会熟练的运用汇编语言编写程序,会用相关的软件对自己的程序进行翻译,并烧进芯片中,要与对方接收机统一通信协议,要耐心的反复检查、修改和调试,直到达到预期目的。单片机串行通信发射机采用串行工作方式,发射并显示两位数字信息,既显示00-99,使数据能够在不同地方传递。硬件部分主要分两大块,由AT89C51和多个按键组成的控制模块,包括时钟电路、控制信号电路,时钟采用6MHZ晶振和30pF的电容来组成内部时钟方式,控制信号用手动开关来控制,P1口来控制,P2、P3口产生信号并通过共阳极数码管来显示,软件采用汇编语言来编写,发射程序在通信协议一致的情况下完成数据的发射,同时显示程序对发射的数据加以显示。毕业设计的目的是了解基本电路设计的流程,丰富自己的知识和理论,巩固所学的知识,提高自己的动手能力和实验能力,从而具备一定的设计能力。我做得的毕业设计注重于对单片机串行发射的理论的理解,明白发射机的工作原理,以便以后单片机领域的开发和研制打下基础,提高自己的设计能力,培养创新能力,丰富自己的知识理论,做到理论和实际结合。本课题的重要意义还在于能在进一步层次了解单片机的工作原理,内部结构和工作状态。理解单片机的接口技术,中断技术,存储方式,时钟方式和控制方式,这样才能更好的利用单片机来做有效的设计。我的毕业设计分为两个部分,硬件部分和软件部分。硬件部分介绍:单片机串行通信发射机电路的设计,单片机AT89C51的功能和其在电路的作用。介绍了AT89C51的管脚结构和每个管脚的作用及各自的连接方法。AT89C51 与MCS-51 兼容,4K字节可编程闪烁存储器,寿命:1000次可擦,数据保存10年,全静态工作:0HZ-24HZ,三级程序存储器锁定,128*8 位内部RAM,32 跟可编程I/O 线,两个16 位定时/计数器,5 个中断源,5 个可编程串行通道,低功耗的闲置和掉电模式,片内震荡和时钟电路,P0和P1 可作为串行输入口,P3口因为其管脚有特殊功能,可连接其他电路。例如P3.0RXD 作为串行输出口,其中时钟电路采用内时钟工作方式,控制信号采用手动控制。数据的传输方式分为单工、半双工、全双工和多工工作方式;串行通信有两种形式,异步和同步通信。介绍了串行串行口控制寄存器,电源管理寄存器PCON,中断允许寄存器IE,还介绍了数码显示管的工作方式、组成,共阳极和共阴极数码显示管的电路组成,有动态和静态显示两种方式,说明了不同显示方法与单片机的连接。再后来还介绍了硬件的焊接过程,及在焊接时遇到的问题和应该注意的方面。硬件焊接好后的检查电路、不装芯片上电检查及上电装芯片检查。软件部分:在了解电路设计原理后,根据原理和目的画出电路流程图,列出数码显示的断码表,计算波特率,设置串行口,在与接受机设置相同的通信协议的基础上编写显示和发射程序。编写完程序还要进行编译,这就必须会使用编译软件。介绍了编译软件的使用和使用过程中遇到的问题,及在编译后烧入芯片使用的软件PLDA,后来的加电调试,及遇到的问题,在没问题后与接受机连接,发射数据,直到对方准确接收到。在软件调试过程中将详细介绍调试遇到的问题,例如:通信协议是否相同,数码管是否与芯片连接对应,计数器是否开始计数等。

    标签: 单片机 串行通信 发射机

    上传时间: 2013-10-19

    上传用户:uuuuuuu

  • 用C18编译器进行Microwire串行EEPROM与PIC

    用C18编译器进行Microwire串行EEPROM与PIC18单片机的接口设计 AN1004中文资料 目前市场上有许多种单片机用在嵌入式控制系统设计中,这些嵌入式控制系统中的很大一部分都要用到非易失性存储器。由于串行EEPROM 具有封装尺寸小,存储容量灵活,对I/O 引脚要求低,和低功耗低成本等特点,已成为非易失性存储器的首选。 为了满足市场需求, Microchip Technology 已经推出了一整套符合工业标准的串行EEPROM,覆盖了2 线式(I2C™)、3 线式(Microwire)和SPI 通信标准,并提供了不同的存储容量、工作电压范围和封装形式。

    标签: Microwire EEPROM C18 PIC

    上传时间: 2013-10-22

    上传用户:crazyer

  • SPI串行EEPROM与PICmicro单片机的接口设计,A

    目前市场上有许多种单片机用在嵌入式控制系统设计中,这些嵌入式控制系统中的很大一部分都要用到非易失性存储器。由于串行EEPROM 具有封装尺寸小,存储容量灵活,对I/O 引脚要求低,和低功耗低成本等特点,已成为非易失性存储器的首选。

    标签: PICmicro EEPROM SPI 串行

    上传时间: 2013-11-13

    上传用户:invtnewer