fPGA的PCI总线设计

PCI Express总线基础及FPGA设计实战

1. PCI Express基础

PCIe总线是基于PCI总线发展起来的，很多基本概念都来自于PCI总线，有必要在介绍PCIe之前了解PCI总线。

1.1 PCI基础

PCI总线作为处理器系统的局部总线，其主要目的是为了连接外部设备，而不是作为处理器系统的系统总线连接Cache和主存储器。PCI总线作为系统总线的延伸，其设计考虑了许多与处理器相关的内容，孤立的研究PCI总线并不可取，因此需要将PCI作为存储器系统的一个部分来研究。

1.1.1 几个重要概念

1) PCI总线空间与处理器空间隔离

PCI设备具有独立的地址空间，即PCI总线地址空间，该空间与存储器地址空间通过HOST主桥隔离。处理器需要通过HOST主桥才能访问PCI设备，而PCI设备需要通过HOST主桥才能方位主存储器。

要注意区分存储器地址空间和PCI总线地址。在一个处理器系统中，存储器域、PCI总线域与HOST主桥的关系如下图。

图中的处理器系统由一个CPU、一个DRAM控制器和两个HOST主桥组成。在这个处理器系统中，包含CPU域、DRAM域、存储器域和PCI总线域地址空间。其中HOST主桥x和HOST主桥y分别管理PC

西安航空技术高等专科学校

毕业（实践）报告任务书

设计题目：

在天津三星视界移动有限公司的实习报告 基于PCI总线的数字随动系统的开发

系 别： 电气工程系 专 业： 应用电子技术

班 级： 电子1241 姓 名： 王松 学 号： 0930302124121

指导主管签字：

单位公章:天津三星视界移动有限公司

2012 年 05月 05 日

摘 要

随着微电子技术与计算机技术的发展，计算机控制系统在各个领域中得到越来越广泛的应用。本文针对微机控制的随动系统进行了理论和实践上的研究。随动系统的根本任务就是实现执行机构对给定量的准确跟踪，给定量随机变化时系统能使被控量尽可能准确地跟随并复现给定量。为了提高控制精度，提高设备的通用性和实用性，本设计采用了现代微机主流总线——PCI总线，对基于PCI总线的PC机扩展接口板的设计进行了研究和阐述，用C语言体现了控制过程，为提高系统的可操作性用VB语言设计了用户操作界面。

关键词： 微机控制 数字随动 PCI总线

西安航空技术高等专科学校

毕业（实践）报告任务书

设计题目：

在天津三星视界移动有限公司的实习报告 基于PCI总线的数字随动系统的开发

系 别： 电气工程系 专 业： 应用电子技术

班 级： 电子1241 姓 名： 王松 学 号： 0930302124121

指导主管签字：

单位公章:天津三星视界移动有限公司

2012 年 05月 05 日

摘 要

随着微电子技术与计算机技术的发展，计算机控制系统在各个领域中得到越来越广泛的应用。本文针对微机控制的随动系统进行了理论和实践上的研究。随动系统的根本任务就是实现执行机构对给定量的准确跟踪，给定量随机变化时系统能使被控量尽可能准确地跟随并复现给定量。为了提高控制精度，提高设备的通用性和实用性，本设计采用了现代微机主流总线——PCI总线，对基于PCI总线的PC机扩展接口板的设计进行了研究和阐述，用C语言体现了控制过程，为提高系统的可操作性用VB语言设计了用户操作界面。

关键词： 微机控制 数字随动 PCI总线

基于FPGA的PCI数据采集及回放系统

南京信息工程大学

硕士学位论文

基于FPGA的PCI数据采集及回放系统设计

姓名：李云飞

申请学位级别：硕士

专业：信号与信息处理

指导教师：周希辰

20090501

基于FPGA的PCI数据采集及回放系统

南京信息工程大学硕士学位论文

摘要

数字中频技术因其稳定性、可靠性和灵活性高的特点而成为现代雷达接收和信号处理的重要技术，该技术是提高现代雷达性能的重要技术之一，也是雷达接收机发展的必然趋势。而与之相辅助的高速数据采集系统无论是对其前期仿真论证还是对其后期验证和算法改进都具有非常重要的作用。因此在现在雷达系统设计中，迫切需要设计一个高速雷达数据采集回放系统，它既可以作为数字雷达接收机一部分将雷达回波信号实时采集到计算机中进行分析；也可以将计算机中的雷达回波信号回放到需要试验的信号处理板上进行验证。

本文根据某型雷达中频回波信号的特点并结合以往研究的成果，提出了一种雷达中频信号的高速数据采集与回放系统的实现方案，并在此基础上完成了该系统的设计与测试。该系统的主要功能是实现雷达中频信号的高速采集、高速传输、存储与高速回放。

本文所讨论的系统的实现方案主要是基于ＰＣＩ控制器的突发传输来实现雷达数据的高速采集与回放的。通过ＡＤＣ对雷达

西安航空技术高等专科学校

毕业（实践）报告任务书

设计题目：

在天津三星视界移动有限公司的实习报告 基于PCI总线的数字随动系统的开发

系 别： 电气工程系 专 业： 应用电子技术

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指导主管签字：

单位公章:天津三星视界移动有限公司

2012 年 05月 05 日

摘 要

随着微电子技术与计算机技术的发展，计算机控制系统在各个领域中得到越来越广泛的应用。本文针对微机控制的随动系统进行了理论和实践上的研究。随动系统的根本任务就是实现执行机构对给定量的准确跟踪，给定量随机变化时系统能使被控量尽可能准确地跟随并复现给定量。为了提高控制精度，提高设备的通用性和实用性，本设计采用了现代微机主流总线——PCI总线，对基于PCI总线的PC机扩展接口板的设计进行了研究和阐述，用C语言体现了控制过程，为提高系统的可操作性用VB语言设计了用户操作界面。

关键词： 微机控制 数字随动 PCI总线

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基于FPGA和MCU的CAN-VME总线转换设计

作者：孙栋梁, 李春明

来源：《现代电子技术》2011年第20期

摘 要：为了扩展VME总线和CAN总线的应用范围，充分利用两种总线的不同传输特点，采用了模块设计方法，提出一种基于FPGA和MCU的总线转换方案。该方案给出了FPGA与上位VME总线部分的VME总线接口设计，利用MCU控制CPLD扩展的多通道CAN节点完成CAN总线部分的设计，还给出软件实现上的重点、难点和流程。实现了两种不同总线的转换，满足了工业环境对两种总线混合使用的要求。 关键词：FPGA； MCU； VME总线； CAN总线； 工业环境 中图分类号：TN911-34； TM464 文献标识码：A 文章编号：1004-373X(2011)20-0082-03

Design of CAN-VME Bus Convertion Based on FPGA and MCU SUN Dong-liang , LI Chun-ming

(1. Coll

PCI总线高速数据采集卡及其驱动程序设计

数采与监测

文章编号：１００８－０５７０（２００８）０１－１－００８５－０２

ＰＣＩ总线高速数据采集卡及其驱动程序设计

ＰＣＩＢｕｓｈｉｇｈｓｐｅｅｄｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｃａｒｄａｎｄｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｄｒｉｖｅｒｐｒｏｇｒａｍ

（潍坊学院）魏先民

ＷＥＩＸＩＡＮＭＩＮ

摘要：本文介绍了计算机通过驱动程序与数据采集卡硬件进行高速数据交换的方法，利用ＤｒｉｖｅｒＷｏｒｋｓ完成了满足高速数据传输要求的ＷＤＭ驱动程序设计，实现了数据采集卡与主机内存之间数据传输的ＤＭＡ方法。关键词：数据采集；驱动模型；直接存储访问中图分类号：ＴＰ３９３－０８文献标识码：ＡＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｈｉｇｈｓｐｅｅｄｄａｔａｅｘｃｈａｎｇｅｍｅｔｈｏｄｂｅｔｗｅｅｎｃｏｍｐｕｔｅｒａｎｄｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｃａｒｄｂｙｉｔｓｄｒｉｖｅｒｐｒｏｇｒａｍ．ＢｙＤｒｉｖｅｒＷｏｒｋｓｉｔａｃｃｏｍｐｌｉｓｈｅｄｄｅｓｉｇｎｏｆＷＤＭｄｒｉｖｅｒｍｅｅｔｉｎｇｈｉｓｐｅｅｄｄａｔａｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ，ａｎｄｒｅａｌｉｚｅｄＤＭＡｍｅｔｈｏｄｂｅｔｗｅｅｎｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｃａｒ

从1.0到3.0 PCI- Express总线标准综述

【IT168 专稿】PCI- Express是最新的总线和接口标准，它原来的名称为“3GIO”，是由英特尔提出的，很明显英特尔的意思是它代表着下一代I/O接口标准。交由

PCI-SIG(PCI特殊兴趣组织)认证发布后才改名为“PCI-Express”。这个新标准将全面取代现行的PCI和AGP，最终实现总线标准的统一。它的主要优势就是数据传输速率高，目前最高可达到10GB/s以上，而且还有相当大的发展潜力。PCI Express也有多种规格，从PCI Express 1X到PCI Express 16X，能满足现在和将来一定时间内出现的低速设备和高速设备的需求。能支持PCI Express的主要是英特尔的i915和i925系列芯片组。当然要实现全面取代PCI和AGP也需要一个相当长的过程，就象当初PCI取代ISA一 样，都会有个过渡的过程。

PCI Express(以下简称PCI-E)采用了目前业内流行的点对点串行连接，比起PCI以及更早期的计算机总线的共享并行架构，每个设备都有自己的专用连 接，不需要向整个总线请求带宽，而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率，达到PCI所不能提供的高带宽。相

1. 花样彩灯控制器的设计

设计要求:

假设输入脉冲为3MHz，控制16只LED发光二极管每隔1s或2s显示一种花样。要求显示的花样如下:闪烁2次 从LED（0）移位点亮到LED（15）一次 全部点亮一次 从LED（15）开始逐个熄灭至LED（0）1次 闪

烁

2

次。。。。。。如果按下清零键时，16只LED均熄灭一次，然后再重新按规律显示。如果没有按下快/慢选择控制键时，16只LED发光二极管是以每隔1s进行花样显示，否则按下快/慢键选择控制键时，16只LED发光二极管是以每隔2s进行花样显示。

2. 利用FPGA实现一个简单的DDS正弦波发生器

（DDS：数字显示示波器）

可分解为三个部分来设计：时钟产生模块；地址产生模块；ROM查找表模块。 实现思路：

① 首先，由外部晶振引入40MHz的时钟到FPGA内部，进入时钟产生模块，对时钟进行处理并3倍频程后，得到一个稳定精确的120MHz的系统时钟；

② 然后，地址产生模块在系统时钟的激励下，将频率控制字与累加寄存器输出的数据进行累加，然后把累加的结果作为地址输出给ROM查找表地址；

③ 最后，ROM查找表模块在每个系统时钟的上升沿，按照地址来读取ROM查找表中的相应的波

VLSI 设计的 FPGA 验证

VLSI设计的FPGA验证

标 准 实 验 报 告

实验一：数字功放的FPGA下载实验 实验二：计数器的FPGA验证实验

实验三：计数器改进设计及其FPGA验证实验

电子科技大学·《电子设计自动化技术》课程组

VLSI 设计的 FPGA 验证

实验（一）标准实验报告

实验名称：数字音频攻放的FPGA下载与试听验证实验

实验目的：通过数字音频功放的FPGA下载和试听，体验FPGA原型验证的过

程，学会FPGA下载操作，感性地认识基于VHDL的用户设计在FPGA中物理实现的真实效果。

实验原理：参见《VLSI设计的FPGA验证实验指导书》 实验步骤及实验记录： 1． 步骤一：实验准备

FPGA开发板（主芯片型号：XCS10XL）

数字音频功放的目标下载文件（audio.bit、audio.mcs） 2． 步骤二：连接好FPGA开发板

用JTAG下载线将FPGA开发板与计算机的并口连接好。 3． 步骤三：FPGA下载就绪状态设置

用跳线块将FPGA开发板上的program引脚与GND短接。 4． 步骤四：FPGA开发板上电

将直流稳压电源输出电压调到3.3V后，与FPGA开发板连接好，上电。 5． 步骤五：启动下载工具JTAG prog