基于PCIe接口的通用信号处理模块设计与实现

发布时间：2017-05-22 18:13

  本文关键词：基于PCIe接口的通用信号处理模块设计与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着数字信号处理技术的飞速发展,新的处理技术和快速算法不断出现,对于信号处理器的处理速度和可编程性也提出了更高的要求。同时,由于传统总线具有种种弊端,制约了系统的整体性能,已不能满足高速数据传输的要求。20世纪80年代出现的FPGA以其强大的信号处理能力和良好的可编程性,已逐渐成为新一代主流的数字信号处理器。同时,最新推出的PCIe总线也逐步代替了传统的ISA、PCI等总线。PCIe总线采用串行数据传输和点到点的互连技术,极大地提高了总线传输带宽,能够很好的满足高速数据传输的要求。本文提出了一种基于PCIe接口的通用信号处理模块设计方法,它能够对高速信号进行实时处理、传输,并具有一定的通用性和良好的可扩展性。本文首先在对信号处理系统的一般构架进行分析的基础上,结合当前数字信号处理器和IO总线的发展情况,提出了一种基于PCIe接口的通用信号处理系统构架;然后对实际的应用情况进行分析,提出了一种载卡+功能子卡的实现方法,并对载卡的设计方法进行了详细的介绍,同时简单介绍了功能子卡的设计思路;接着详细介绍了通用信号处理模块中数据缓存模块和PCIe接口模块的软件设计方法,并对实际的测试结果进行了分析;最后对本文的研究内容和创新点进行了总结,并对今后有待改进提高的地方提出了建议。
【关键词】：通用信号处理模块 PCIe接口 FPGA DDR3 SDRAM 硬件设计 软件设计
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN911.7
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 绪论12-16
• 1.1 课题研究背景和意义12-13
• 1.2 课题相关技术发展现状13-14
• 1.3 本文主要内容及章节安排14-16
• 第2章 通用信号处理模块总体设计16-26
• 2.1 信号处理系统一般构架16
• 2.2 PCI Express简介16-21
• 2.2.1 PCI Express总线拓扑结构简介16-18
• 2.2.2 PCI Express事务简介18-19
• 2.2.3 PCI Express设备层简介19-20
• 2.2.4 PCI Express金手指简介20-21
• 2.3 7系列FPGA简介21-23
• 2.4 FMC接口简介23-24
• 2.5 基于PCIe接口的通用信号处理系统构架24
• 2.6 本章小结24-26
• 第3章 基于PCIe接口的通用信号处理模块硬件设计26-51
• 3.1 总体设计方案26-28
• 3.2 载卡设计28-49
• 3.2.1 数字信号处理器设计29-33
• 3.2.2 PCIe接口电路设计33-36
• 3.2.3 存储器设计36-40
• 3.2.4 扩展接口设计40-44
• 3.2.5 PCB设计要求44-49
• 3.3 功能子卡设计49-50
• 3.4 本章小结50-51
• 第4章 基于PCIe接口的通用信号处理模块软件设计51-69
• 4.1 FPGA软件详细设计51-63
• 4.1.1 PCIe接口模块详细设计52-58
• 4.1.2 数据缓存模块详细设计58-63
• 4.2 上位机软件设计63-64
• 4.3 测试方法及结果分析64-67
• 4.3.1 DDR3测试方法及结果分析64-66
• 4.3.2 PCIe测试方法及结果分析66-67
• 4.4 本章小结67-69
• 第5章 总结与展望69-71
• 5.1 本文内容总结69
• 5.2 主要贡献与创新69-70
• 5.3 展望70-71
• 参考文献71-73
• 附录73-74
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单74-75
• 致谢75

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