虫虫首页| 资源下载| 资源专辑| 精品软件
登录| 注册

跨层设计

  • SATA2.0硬盘加解密接口芯片数据通路的设计与FPGA实现.rar

    SATA接口是新一代的硬盘串行接口标准,和以往的并行硬盘接口比较它具有支持热插拔、传输速率快、执行效率高的明显优势。SATA2.0是SATA的第二代标准,它规定在数据线上使用LVDS NRZ串行数据流传输数据,速率可达3Gb/s。另外,SATA2.0还具有支持NCQ(本地命令队列)、端口复用器、交错启动等一系列技术特征。正是由于以上的种种技术优点,SATA硬盘业已被广泛的使用于各种企业级和个人用户。 硬盘作为主要的信息载体之一,其信息安全问题尤其引起人们的关注。由于在加密时需要实时处理大量的数据,所以对硬盘数据的加密主要使用带有密钥的硬件加密的方式。因此将硬盘加密和SATA接口结合起来进行设计和研究,完成基于SATA2.0接口的加解密芯片系统设计具有重要的使用价值和研究价值。 本论文首先介绍了SATA2.0的总线协议,其协议体系结构包括物理层、链路层、传输层和命令层,并对系统设计中各个层次中涉及的关键问题进行了阐述。其次,本论文对ATA协议和命令进行了详细的解释和分析,并针对设计中涉及的命令和对其做出的修改进行了说明。接着,本论文对SATA2.0加解密控制芯片的系统设计进行了讲解,包括硬件平台搭建和器件选型、模块和功能划分、系统工作原理等,剖析了系统设计中的难点问题并给出解决问题的方法。然后,对系统数据通路的各个模块的设计和实现进行详尽的阐述,并给出各个模块的验证结果。最后,本文简要的介绍了验证平台搭建和测试环境、测试方法等问题,并分析测试结果。 本SATA2.0硬盘加解密接口电路在Xilinx公司的Virtex5 XC5VLX50T FPGA上进行测试,目前工作正常,性能良好,已经达到项目性能指标要求。本论文在SATA加解密控制芯片设计与实现方面的研究成果,具有通用性、可移植性,有一定的理论及经济价值。

    标签: SATA FPGA 2.0

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:JIUSHICHEN

  • 基于FPGA的固态硬盘控制器设计.rar

    近年来,大容量数据存储设备主要是机械硬盘,机械硬盘采用机械马达和磁片作为载体,存在抗震性能低、高功耗和速度提升难度大等缺点。固态硬盘是以半导体作为存储介质及控制载体,无机械装置,具有抗震、宽温、无噪、可靠和节能等特点,是目前存储领域所存在问题的解决方案之一。本文针对这一问题,设计基于FPGA的固态硬盘控制器,实现数据的固态存储。 文章首先介绍硬盘技术的发展,分析固态硬盘的技术现状和发展趋势,阐述课题研究意义,并概述了本文研究的主要内容及所做的工作。然后从分析固态硬盘控制器的关键技术入手,研究了SATA接口协议和NANDFLASH芯片特性。整体设计采用SOPC架构,所有功能由单片FPGA完成。移植MicroBlaze嵌入式处理器软核作为主控制器,利用Verilog HDL语言描述IP核形式设计SATA控制器核和NAND FLASH控制器核。SATA控制器核作为高速串行传输接口,实现SATA1.0协议,根据协议划分四层模型,通过状态机和逻辑电路实现协议功能。NAND FLASH控制器核管理NANDFLASH芯片阵列,将NAND FLASH接口转换成通用的SRAM接口,提高访问效率。控制器完成NAND FLASH存储管理和纠错算法,实现数据的存储和读取。最后完成固态硬盘控制器的模块测试和整体测试,介绍了测试方法、测试工具和测试流程,给出测试数据和结果分析,得出了验证结论。 本文设计的固态硬盘控制器,具有结构简单和稳定性高的特点,易于升级和二次开发,是实现固态硬盘和固态存储系统的关键技术。

    标签: FPGA 固态硬盘 制器设计

    上传时间: 2013-05-28

    上传用户:sssnaxie

  • DDR2控制器IP的设计与FPGA实现.rar

    DDR2 SDRAM是目前内存市场上的主流内存。除了通用计算机系统外,大量的嵌入式系统也纷纷采用DDR2内存,越来越多的SoC系统芯片中会集成有DDR2接口模块。因此,设计一款匹配DDR2的内存控制器将会具有良好的应用前景。 论文在研究了DDR2的JEDEC标准的基础上,设计出DDR2控制器的整体架构,采用自项向下的设计方法和模块化的思想,将DDR2控制器划分为若干模块,并使用Verilog HDL语言完成DDR2控制器IP软核中初始化模块、配置模块、执行模块和数据通道模块的RTL级设计。根据在设计中遇到的问题,对DDR2控制器的整体架构进行改进与完善。在分析了Altera数字PHY的基本性能的基础上,设计DDR2控制器与数字PHY的接口模块。搭建DDR2控制器IP软核的仿真验证平台,针对设计的具体功能进行仿真验证,并实现在Altera Stratix II GX90开发板上对DDR2存储芯片基本读/写操作控制的FPGA功能演示。 论文设计的DDR2控制器的主要特点是: 1.支持数字PHY电路,不需要实际的硬件电路就完成DDR2控制器与DDR2存储芯片之间的物理层接口,节约了设计成本,缩小了硬件电路的体积。 2.将配置口从初始化模块中分离出来,简化了具体操作。 3.支持多个DDR2存储芯片,使得DDR2控制器的应用范围更为广阔。 4.支持DDR2的三项新技术,充分发挥DDR2内存的特性。 5.自动DDR2刷新控制,方便用户对DDR2内存的控制。

    标签: DDR2 FPGA 控制器

    上传时间: 2013-06-10

    上传用户:ynzfm

  • 基于FPGA的10M100M以太网控制器的设计.rar

    随着以太网技术的不断发展,网络的传输速度已经由最初的10M发展到现在的10,000M。用可编程逻辑器件(FPGA)实现以太网控制器与其它SOC系统的互连成为当前的研究热点。本文阐述了MAC层的FPGA设计、仿真及测试;介绍了整个系统的内部结构、模块划分,并对各个模块的设计过程进行了详细阐述,接着介绍了开发环境和验证工具,同时给出测试方案、验证数据、实现结果及时序仿真波形图。 对MAC层的主要功能模块如:发送模块、接收模块、MAC流程控制模块、寄存器模块、MⅡ接口模块和主机接口模块以及CRC,CSMA/CD,HASH表等算法给出了基于FPGA及硬件描述语言的解决方法。 本课题针对以下三个方面进行了研究并取得一定的成果: 1)FPGA开发平台的硬件实现。选用Xilinx公司的XC3S1000-FT256-4-C和ATMEL公司的ARM9200作为测试的核心器件,采用LXT971芯片作为物理层芯片,AT91RM9200作为数据输入源和双blockram作为帧缓存搭建FPGA硬件验证开发平台。 2)基于FPGA实现以太网控制器。用VerilogHDL语言构建以太网控制器,实现CSMA/CD协议、10M/100M自适应以及与物理层MⅡ接口等。 3)采用片上系统通用的WS接口。目的是便于与具有通用接口的片上系统互连,也为构建SOC上处理器提供条件。 本论文实现了一个基于WS总线接口可裁减的以太网MAC控制器IP软核,为设计具有自主知识产权的以太网MAC控制器积累了经验。同时,为与其它WS接口的控制器实现直接互连创造了条件,对高层次设计这一先进ASIC设计方法也有了较为深入的认识。

    标签: 10M100M FPGA 以太网控制器

    上传时间: 2013-07-17

    上传用户:bruce

  • MDIO接口逻辑设计及其FPGA验证.rar

    随着集成电路技术的飞速发展,芯片的规模越来越大,集成度越来越高,工作频率越来越快,但是芯片的设计能力却面临巨大的挑战。而IP核的重用则是解决当今芯片设计所面临问题的最有效的解决方法。 MDIO接口模块为以太网接口芯片中MAC层对PHY器件的控制管理接口。随着以太网技术的快速发展以及MAC应用越来越广泛,MDIO接口模块的应用也越来越多,因此将MDIO接口模块设计成可重用的IP核对于以各种太网接口集成芯片的设计具有很重要的作用。 本文详细描述了MDIO接口模块IP核的设计,介绍了该IP核的系统结构以及各个子模块的详细设计方法,对此IP核进行了仿真验证,最后进行了FPGA测试,功能和性能达到了要求,最终通过了IP审核流程并且已成功应用于企业的以太网接口芯片中。

    标签: MDIO FPGA 接口

    上传时间: 2013-06-20

    上传用户:lishuoshi1996

  • 802.3快速以太网MAC层研究及其在FPGA的实现

    本文主要阐述基于FPGA对IEEE802.3快速以太网MAC层功能的实现.首先介绍了以太网协议以及快速以太网接入无源光网EPON的原理,然后重点阐述了MAC层的FPGA设计、仿真及测试.先总体介绍了对整个MAC系统的内部结构、模块划分,再对各个模块的设计进行了详细的描述,接着介绍了开发环境和验证工具,之后给出了测试方案,验证数据、实现结果及时序仿真波形图.最后是对下一步将设计的MAC IP应用于EPON的MAC层协议进行了研究分析,通过数学推导和实例给出了MPCP的DBA算法,并讨论了在MAC核中添加MPCP协议的实现方法.

    标签: 802.3 FPGA MAC 快速以太网

    上传时间: 2013-06-10

    上传用户:时代将军

  • 基于提升机构的二维离散小波的FPGA设计

    在卫星遥感设备中,随着遥感技术的发展和对传输式观测卫星遥感图像质量要求的不断提高,航天遥感图像的分辨率和采样率也越来越高,由此引起高分辨率遥感图像数据存储量和传输数据量的急剧增长,然而卫星信道带宽有限。为了尽量保持高分辨率遥感图像所具有的信息,必须解决输入数据码率和传输信道带宽之间的矛盾。所以星载高分辨率遥感图像数据的高保真、实时、大压缩比压缩技术就成了解决这一矛盾的关键技术。FPGA器件为实现数据压缩提供了一种压缩算法的硬件实现的一个理想的平台。FPGA器件集成度高,体积小,通过用户编程实现专门应用的功能。它允许电路设计者利用基于计算机的开发平台,经过设计输入,仿真,测试和校验,直到达到预期的结果,减少了开发周期。小波变换能够适应现代图像压缩所需要的如多分辨率、多层质量控制等要求,在较大压缩比下,小波图像压缩质量明显好于DCT变换,因此小波变换成为新一代压缩标准JPEG2000的核心算法。同时,小波变换的提升算法结构简单,能够实现快速算法,有利于硬件实现,因此提升小波变换对于采用FPGA或ASIC来实现图像变换来说是很好的选择。本文针对卫星遥感图像的数据流,主要研究可以对卫星图像进行实时二维小波变换的方案。针对提升小波变换的VLSI结构和FPGA设计中的关键技术,从边界延拓、滤波器结构、整数小波、定点运算、原位运算等方面进行了研究和讨论,并且完成了针对卫星遥感图像的分块二维9/7提升小波变换的FPGA实现。采用VerIlog语言对设计进行了仿真验证,并将仿真结果同matlab仿真结果进行了比较,比较结果表明该方案能实现对卫星遥感图像数据流的二维提升小波变换的功能。同时QuartusII综合结果也表明,系统时钟能够工作在很高的频率,可以满足高速实时对卫星图像的小波变换处理。

    标签: FPGA 提升机 二维 离散小波

    上传时间: 2013-06-15

    上传用户:00.00

  • 基于ARMLinux的多道脉冲幅度分析器数字系统设计

    随着电子技术的不断发展,各种智能核仪器逐步走向自动化、智能化、数字化和便携式的方向发展。针对传统的多道脉冲幅度分析器体积大,人机交互不友好,不方便现场分析等的缺陷[5]。新型的高速、集成度高、界面友好的多道脉冲幅度分析器的陆续出现填补了这一缺点。 随着电子技术的发展,以ARM为核的处理器技术的应用领域不断扩大,相比较单片机而言,它的主频高、运算速度快,可以满足多道脉冲幅度分析器的苛刻的时间上的要求。而且ARM处理器功耗小,适合于功耗要求比较苛刻的地方,这些方面的特点正好满足了便携式多道脉冲幅度分析器野外勘察的要求。同时,由于以ARM为核的处理器具有丰富的外设资源,这样就简化了外设电路及芯片的使用,降低了功耗并增强了产品的信赖性。另外,ARM芯片可以方便的移植操作系统,为多道脉冲幅度分析器多任务的管理和并行的处理,甚至硬实时功能的实现提供了前提。而且在ARM平台使用嵌入式linux操作系统使多道脉冲幅度分析器的软件易于升级。 智能化和小型化是多道脉冲幅度分析器的发展趋势。智能化要求系统的自动化程度高、操作简便、容错性好。智能化除了需要控制软件外,还需要软件命令的执行者即硬件控制电路来实现相应的控制逻辑,两者的结合才能真正的实现智能化。小型化要求系统的体积小、功耗小、便于携带;小型化除了要求采用微功耗的器件,还要求电路板的尺寸尽量的小且所用元件尽量的少,但小型化的同时必须保持系统的智能化,即不能减少智能化所要求的复杂的逻辑和时序的控制功能。为此采用高集成度的ARM芯片实现控制电路能满意地同时满足智能化和小型化的要求。在研制的多道脉冲幅度分析器中,几乎所有的控制都可以用控制芯片来实现,如阈值设定、自动稳谱以及多道数据采集,在节省了元件的数目和电路板的尺寸的同时仍能保持系统的智能化程度。 Linux内核精简而高效,可修改性强,支持多种体系结构的处理器等,使得它是一个非常适合于嵌入式开发和应用的操作系统。嵌入式Linux可以运行的硬件平台十分广泛,从x86、MIPS、POWERPC到ARM,以及其他许多硬件体系结构。目前在世界范围内,ARM体系结构的SOC逐渐占领32位嵌入式微处理器市场,ARM处理器及技术的应用几乎已经深入到各个领域,例如:工业控制,无线通讯,网络,消费类电子,成像等。 本课题采用三星公司生产的ARM(Advanced RISC Machines,先进精简指令集机器)芯片S3C2410A设计并研制了一种便携式的核数据采集系统设计方案。利用ARM芯片丰富的外设资源对传统的多道脉冲幅度分析器进行改进和简化。系统由前端探测器系统,以及由线性脉冲放大器、甄别电路、控制电路、采样保持电路组成的前置电路,中央处理器模块,显示模块,用户交互模块,存储模块,网络传输模块等多个模块组成。本设计基于ARM9芯片S3C2410,并在此平台上移植了嵌入式linux操作系统来进行任务的调度和处理等。 电路板核心板部分设计采用6层PCB板结构,这样增加了系统可靠性,提高了电磁兼容的稳定性。数据采集系统是多道脉冲幅度分析器的核心,A/D转换直接使用了S3C2410内置的ADC(Analog to Digital Converter,模数转换器),在2.5 MHz的转换时钟下最大转换速度500 KSPS(Kilo-Samples per second,千采样点每秒),满足了系统最低转换时间≤5 μs的要求,并且控制简单,简化了外部接口电路。由于SD(Secure Digital Card,安全数码卡)卡存储容量大、携带方便、成本低等优点,所以设计中采用其作为外部的数据存储设备,其驱动部分采用SD卡软件包,为开发带来了方便。本设计采用640*480的6.4寸LCD(Liquid Crystal Display,液晶显示)屏作为人机交互的显示部分,并且通过Qt/Embedded为系统提供图形用户界面的应用框架和窗口系统。其中包括了波形显示部分和用户菜单设置部分,这样方便了用户操作。系统的数据存取方面是基于SQLite嵌入式小型数据库而进行的。为了方便数据向上位机的传输,系统设计中采用XML(Extensible Markup Language,可扩展标记语言)格式来组织传输的数据,通过基于TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)协议的Linux下Socket套接字编程,来进行与上位机或PC(Personal Computer,个人计算机或桌面机)等的连接和数据传输。

    标签: ARMLinux 多道 分析器 脉冲幅度

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:tzl1975

  • 基于ARM的数字化家园网关设计与实现

    随着社会和科学技术的发展,以及家居环境的数字化,家用设施越来越信息化、网络化,并提出了信息交互的要求,同时对家用设施进行组网和统一管理提上日程。当代主流解决方案是通过嵌入式家园网关把家用设施联合成为一个局域网,并在此基础上实现了家用设施的管理。同时网关可以完成局域网内和到Internet的通信转换,实现远程控制。 本文对嵌入式家园网关的软件及部分硬件进行了深入的研究和探讨。设计出了一个基本的家园网关。本文的主要工作在于以下几个方面: (1)利用S3C2410开发板,依托Linux操作系统,通过使用MCP2515 CAN总线控制器,组成一个基本的家园网关。 (2)完成了在Linux下对MCP2515 CAN总线控制器的驱动,网络通信程序、节点管理程序及协议转换程序的编写,这些程序组成了整个系统的三个层次,包括网络层,协议转换管理层及驱动层。通过这些分层的协同工作,实现了家园网关中关于TCP/IP协议和CAN总线协议的互相转换。 (3)在CAN总线协议的基础上创新性地提出了应用层协议的设计方案,这个协议使得家园网关在CAN总线上具备管理能力及可靠的批量数据传输能力。 系统测试证明本方案是可行的,本文的数字化家园网关具有体积小,可靠性高,其CAN总线具有安装方便的优势,整个系统并有广阔的发展空间。

    标签: ARM 数字化 网关设计

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:三人用菜

  • 基于ARM的现场总线控制系统主控节点设计

    现场总线技术以其先进性、实用性、可靠性、开放性等优点,已经成为自动化技术发展的热点。现场总线控制系统作为一种开放的、具可互操作性的、彻底分散的分布式控制系统,已经对传统的PLC、集散控制系统形成了巨大的冲击,具有广阔的发展前景。 作为现场总线之一的CAN总线以其可靠性高、实时性好、价格低廉、容易实现等优点,被广泛应用于工业控制领域。与传统的控制系统相比,基于CAN总线设计的工业控制系统可以减少系统控制的复杂性,降低成本,并能提高系统的稳定性和扩展性。 本论文针对某石材加工厂的具体应用需求,在分析了CAN总线协议的基础上,给出了工业控制网络的总体解决方案,主控节点硬件设计、软件设计,人机界面设计,以及网络通讯结构模型及具体实现流程,完成的主要工作如下: 软硬件平台设计,基于ARM处理器LPC2378开发了工控网络主控节点。设计了该节点的硬件电路,包括CAN总线接口电路、串行接口电路、AD、DA转换隔离电路等。在硬件平台上进行μC/OS-II操作系统移植,基于该操作系统编写了各硬件模块驱动程序,主要包括串行接口和CAN模块的初始化、数据接收以及发送。 通讯设计,根据工业控制应用的具体需求,设计了网络整体解决方案,包括网络拓扑方案,通讯结构等,基于CAN总线技术规范CAN2.0B自定义了CAN总线网络应用层通信协议CAN08。 人机界面设计,基于威纶MT505设计了工控网络的人机界面,编程实现人机界面与主控节点的Modbus通讯。

    标签: ARM 现场总线 控制系统 主控

    上传时间: 2013-07-09

    上传用户:familiarsmile