基于fpga信号处理板高速通信接口研制

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1、国内图书分类号：TN919.3学校代码：10213国际图书分类号：621.393密级：公开全日制工程硕士学位论文基于FPGA的信号处理板高速通信接口研制硕士研究生：朱凯晖导师：张庆祥教授申请学位级别：全日制工程硕士学科：电子与通信工程所在单位：电子与信息工程学院答辩日期：2013年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN919.3U.D.C.:621.393DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDESIGNOFTHECOMMUNICATIONINTERFACEONSIGNALPROCESSINGBOARDB

2、ASEDONFPGACandidate：ZhuKaihuiSupervisor：Prof.ZhangQingxiangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ElectronicsandCommunicationEngineeringAffiliation：SchoolofElectronicsandInformationEngineeringDateofDefence：June,2013Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学

3、硕士学位论文摘要随着半导体器件的发展，模数转化器的采样速率大大提高，信号处理系统的数字化程度提高，系统内部有大量的数据需要实时传输。因此，无论民用还是国防工业，都对总线的数据传输速率提出了更高的要求。目前常用通信协议的传输速率达不到系统要求，而通信行业专用的高速传输协议对系统来说硬件开销过于巨大，因此需要一种结构简单，同时又具有很高数据传输速率的接口来承担数据传输功能。本课题旨在为某雷达信号处理板提供高速通信接口，实现主机通过该接口实时地接收信号处理板发来的数据，用以进行处理或加以记录。由于雷达对实时性有很高的要求，前端会持续产生高速采样数据源源不断地发送给主机。因此信号处理板与主

4、机间的通信接口需要具有高速、稳定等特点。本课题设计的通信接口就具有高速、稳定的特点。该接口可用于机箱间或板间通过光纤接口进行数据传输。课题在基于实际应用的条件下简要分析了OSI-RM参考模型，并根据课题的实际需要对模型进行一些调整。在参考OSI-RM参考模型的基础上，分别在FPGA和处理器中用硬件和软件实现参考模型的各层次功能，并对部分模块进行了仿真测试。在本课题中使用硬件描述语言编写逻辑实现物理层和数据链路层结构。而在信号处理板和主机分别采用C语言和C#语言实现了网络-传输层的通信协议。最后通过系统联合调试的结果可以分析，该接口具有高效、可靠、稳定等特点，可以应用于实际系统中。关

5、键词：高速数据传输；FPGA；RocketIO；TS201；滑动窗口-I-哈尔滨工业大学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofsemiconductordevice,thesamplingrateofADhasgreatlyincreased,thedigitalizationofsignalprocessingsystemhasincreasedandlargeamountofreal-timedataneedstobetransferredwithinthesystem.Hence,higherqualityofdatatransmissionra

6、teisdemandedforbothcivilandnationaldefenseindustry.Currently,thetransferringspeedofregularcommunicationprotocolcouldnotmeettheincreasingdemandofsystem.Andtheprotocolwithhighrateoftransferwhichisspecialdesignedforfieldofcommunicationcoststoomuchthat.Thusweneedanewtypeofinterfacewhichhassimplest

7、ructureandhighrateofdatatransfertofulfillthedemandofsignalprocesssystem.Thisarticleaimstoprovideamethodtorealizethehighrateofcommunicationinterfaceforradarsignalprocessingsystem,sothatthehostcomputercanreceivetherealtimedatafromsignalpr