基于fpga的双口ram在信号采集中的应用

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1、万方数据PLDCPLDFPGA应用文章编号：1008—0570(2007)12⋯2022302基于FPGA的双口RAM在信号采集中的应用ApplicationofDual—portRAMBasedonFPGAintheSignalAcquisition(西华大学)胡宏平胡兵HUHONGPINGHUBING摘要：应用FPGA技术构造双口RAM，实现了高速信号采集系统中的海量数据存储和时钟匹配，功能仿真验证了设计的正确性。关键词：双口RAM；SDRAM；FPGA；届lJ新中图分类号：TP274文献标识码：BAbstract：Thedual—portRAMisconstructe

2、dwiththetechnologyofFPGA，whichrealizedthesaveofmassdataandthematchoftheclockinthehighspeedsi印alacquisitionsystem．Thefunctionsimulationresultsprovethecorrectnessofthedesign．Keywords：dual-portRAM，synchronizeddynamicrandomacce$$memory(SDRAM),FieldProgrammableGateArray(FPGA)，brushup对于国内而言．正如DS

3、P在20年前出现的情形一样，如今，FPGA正处于数字信号处理技术的前沿。而DSP都是基于一种精简指令集的计算机体系架构，其固定的硬件结构和数据总线宽度已不适合许多面向用户型(可重配置型)的DSP应用系统；其速度也受制于CPU的指令顺序执行的基本工作模式，这已成为DSP处理器一个难以突破的瓶颈。现代的大容量、高速度FPGA器件通常都内嵌有可配置的高速RAM、PLL、LVDS、LⅥn．以及硬件乘法累加器(MAC)等DSP模块。而且都提供了支持以低系统开销、低成本实现高速乘一累加(MAC)超前进位链的DSP算法j在许多宽带信号处理领域(如无线通信、多媒体系统、卫星通信、雷达系统等

4、)，FPGA技术具有更广阔的应用前景，已代替DSP实现许多前端的数字信号处理算法。用Ft。GA来实现数字信号处理可以很好地解决并行性和速度问题．而且其灵活的可配置特性，使得FPGA构成的数字信号处理系统易于修改、测试及系统升级，能降低设计成本，缩短开发周期。本文应用FPGA技术针对一个远程监控系统的多路数据采集系统，实现了64bit位宽的海量数据实时采集、存储以及时钟匹配。1数据存储板的结构图1为数据采集系统中数据存储板的基本框图，数据采集时钟为20MHz，远低于SDRAM存储的工作时钟100MHz，需要进行缓冲处理。通用CPU的SDRAM控制器只支持32bit位宽数据，而

5、且容量也很难做到480M，笔者运用Ahera公司的cy—clone系列高性价比EPlCQ240C8定制SDRAM控制器。EPlCQ240C8是该数据存储板的核心器件，其主要功能有：完成数据的缓冲：对SDRAM的读写时序控制：完成EPP(增强型并I=I)协议与计算机通信；提供SDRAM的100MHz工作时钟；产生SDRAM所需的定时刷新、充电、配置等控制命令：提供SDRAM的地址空间等。SDRAM选择HYNIX公司32Mx8bitxl6胡宏平：硕士讲师基金项目：四川省教育厅自然科学重点科研项目资助(0S20帅92)组的HYM72V64636BT8。20MHz晶振为EPlC02

6、40C8提供输入时钟，同时被EPlCQ240C8内部的PLL倍频到100MHz和跟随的20MHz，前者被CY2309功分到SDRAM，为SDRAM的存储器组提供工作时钟；后者被时钟驱动芯片74FCT3807分为多路，为A／D提供采样时钟。2EPlCQ240C8-ffSDRAM的接口设计2．1SDRAM的工作模式配置图1数据存储板的框图HYM72v64636BrIt8具有同步接口，其所有输入和输出都与系统时钟CLK上升沿同步，由输入信号RAS、CAS、WE组合产生SDRAM控制命令，完成相应的模式寄存器设置、刷新、激活、读写、预充电等操作。SDRAM在工作之前必须设置模式寄存

7、器，其读写工作模式分为普通模式和页模式。普通模式的数据长度可以为1，2，4，8：页模式和普通模式不同，一旦确定行列地址，则数据按照工作时钟(本系统工作时钟为100MHz)读出或写完一页(1024列)。为了编程方便，笔者选取读写不同的工作模式：向SDRAM写入数据时采用页模式。写满后读出数据时采用是突发长度为l的普通模式。读写操作完成后用PCH命令或BT命令预充电@_皇接_邮局订阅号：82—94636。元，年一223—万方数据PLDCPLDFPGA应用中文核心期刊《微计算机信息》(嵌入式与SOC)2007年第23卷第