通信工程-基于fpga的图像数据处理fifo核设计论文

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1、基于FPGA的图像数据处理FIFO核设计院系：信息科学与工程学院专业班：通信1201姓名：学号：指导教师：2016年5月基于FPGA的图像数据处理FIFO核设计TheDesignofFIFOCoreProcessingImageDataBasedonFPGA摘　要在近代不断更新换代的的集成电路芯片领域中，一个完整的系统所包含的东西更多更全面，因而现今系统的设计规模都在不断的扩大。如今一个系统通常需要多个时钟的协调才能正常的运行，而数据在多个不同的时钟之间传输会出现数据丢失，传输不准确等问题，如何使数据在不同的时钟之间正确的传输成为了系统设计的一个主要问题，使用异步FIFO（First

2、InFirstOut）技术，使数据按顺序进入存储器再按顺序被读出，是解决这一问题的简单而且很有效的方法。在异步FIFO的电路中，时钟的周期和相位是分开存在的，互相之间不会影响，保证数据传输的时效性和准确性。该电路中也存在亚稳态的问题，亚稳态会使数据在传输过程中出现丢失和失真，这两个问题是是这次设计中首要解决的重难点。本次设计是以FPGA为基础，在QuartusII软件中使用VHDL硬件描述语言进行逻辑描述，编译出所需要的各个模板，将模板整合组合成此次设所需计的异步FIFO电路。此次设计采用的是QuartusII软件中自带的EP2C5T144C8N芯片最小系统，硬件电路中使用的也是该芯

3、片的核心板。设计出的异步FIFO电路中，其所包含的RAM的深度为128bit，数据宽度为8bit。先使用软件中自带的仿真功能对其进行时序仿真测试，再在实际中进行硬件仿真测试，确保该电路的正常运行，确保设计的成功性。关键词：异步FIFO　亚稳态　空满状态判断　硬件仿真IIIAbstractInthefieldofmodernintegratedcircuitchip,acompletesystemcontainsmoreandmorecomprehensive,sothedesignscaleofthesystemisconstantlyexpanding.Nowasystemsusu

4、allyrequiremultipleclockcoordinationcanbenormaloperation,andthedatabetweendifferentclocktransmissionlossofdatatransmissionaccurateproblem.Howtomakethedatabetweendifferentclockcorrecttransmissionhasbecomeamajorissueinsystemdesign,usingasynchronousFIFO(firstinfirstout)technology,thedatafirstandth

5、enstoredinaccordingtothetransmissionorderout,istosolvethisproblem,asimpleandeffectivemethod.InthecircuitofasynchronousFIFO,theperiodandthephaseoftheclockexistseparately,whichwillnotaffecteachother,soastoensurethetimelinessandaccuracyofdatatransmission.Thecircuitalsohastheproblemofthemetastables

6、tate,whichwillcausethelossanddistortionofthedatainthetransmissionprocess.Thesetwoproblemsarethemostimportantanddifficultpointsinthedesign.ThedesignisbasedonFPGAbasedintheQuartusIIsoftwareusingVHDLhardwaredescriptionlanguagetocarryonthedescriptionlogic,acompiletimeneededforeachtemplate,thetempla

7、teintegrationintothedesignrequiredtheasynchronousFIFOcircuit.ThedesignusestheQuartusIIsoftwarecomeswiththeEP2C5T144C8Nchipminimumsystem,theuseofthehardwarecircuitisthecoreofthechipboard.DesignedintheasynchronousFIFOcircuit,thedept