fpga中的dsp核心设计

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1、FPGA中的DSP核心設計FPGA中的DSP核心設計應用系統規劃FPGA設計基礎DSP核心設計實驗應用示範2SOC技術演進3SOC技術應用4SOC(System-On-Chip)開發平台5硬體設計應用系統規劃DSP核心設計微控碼設計CPU界面設計I/O界面設計6軟體設計組合語言基礎組合語言結構組合語言定義模組程式設計系統程式設計7內藏式PC控制器ZF-Linux公司的MachZ(ZFX86)1.100MHz的586CPU，耗電0.5W。2.現成的BIOS碼和參數設定工具。3.外加元件極少。4.研發過程中可

2、利用RS-232、USB及Ethernet界面連接。5.模組中併入FPGA和ADC/DAC。6.全部電路板尺寸約10cm*20cm。7.程式和資料儲存在8MB的單晶硬碟(Disk-On-Chip，簡稱DOC)中。8FPGA電路Xilinx公司Virtex-II系列的XC2V250：1.閘數(GateCount)為250K，內部電源為1.5V，可允許420MHz的脈波頻率。2.邏輯閘單位為CLB，每個CLB包含四組Slice，每個Slice中都有一組D型正反器和4位元可程式邏輯。3.XC2V250中有24*

3、16個CLB，相當於1536個Slice。4.擁有獨立的雙阜RAM，容量為18Kbit或是2Kbyte。XC2V250中共有24個雙阜RAM，容量共48KB。5.擁有硬體乘法器，為18*18=36的整數乘法器。XC2V250中共有24個硬體乘法器。6.XC2V250中最多可同時擁有16組的公用Clock，具備硬體連線。7.就繞線能力極佳，幾乎不會繞線失敗。8.擁有200個I/O點，每個I/O點都可規劃成不同型式的邏輯準位。Xilinx公司Spartan系列的XCS05XL：1.閘數(GateCount)為

4、5K，內部電源為3.3V，可允許80MHz的脈波頻率。2.邏輯閘的單位為CLB，每個CLB包含兩組D型暫存器和4位元的可程式邏輯。3.XCS05中有10*10個CLB，相當於200組暫存器。4.最多可同時擁有4組的公用Clock，具備硬體連線。5.擁有72個I/O點，每個I/O點都可規劃成3.3V的LVTTL邏輯準位。9內藏式DSP核心1.不參考任何現成的設計。2.組合語言規劃以簡單、易讀為目標。3.DSP必須搭配586CPU，以即時控制為主。4.DSP和586CPU以雙阜記憶體連接。5.目標是執行32K

5、Hz的即時控制程式。功能上1.就586CPU而言，記憶體佔用ISA-bus的8KB位址，總共48KB的雙阜記憶體規劃成24頁。2.就DSP而言，雙阜記憶體規劃成資料區、程式區、微碼區和堆疊區四個部分，除了微碼區為32-bit外，其他部分都是16-bit(1-word)寬度。3.不論是DSP或586CPU都不准直接控制I/O界面。所有I/O界面都以DMA方式和記憶體連接。4.外部擴接電路(包括ADC、DAC和另一顆FPGA)都是由I/O控制器透過串列界面連接。10eMotion控制器配置包括：ZFX86：5

6、86CPUEtherNet：網路以PCI-bus連接CPUDOC：8MB單晶硬碟。BIOS：256KB的容量。RAM插槽：插上64MB的RAM卡DSP插槽：插上內含DSP核心的eM_FPGA卡ADDA插槽：插上包括ADC/DAC的eM_ADDA卡ext擴張座：3組50P的插座，可作為彈性擴張用，以處理不同的專題實驗。實驗接頭：2組26P的插座，可連接兩組的實驗模組，通常一組固定為LCD面板。11軟體開發環境e控制器：提供硬體控制和軟體管理等控制功能。近端PC：提供軟硬體開發過程中的開發工具和作業環境。遠端

7、PC：提供教學和產業應用時的遠端監控功能。12視窗操作環境執行上採用Linux系統操作上採用視窗作業環境開機程序：1.DOC檔案解壓縮並下載到RAM中2.檔案的讀寫或管理都在RAM中3.DOC儲存的檔案都是唯讀檔案4.使用者程式儲存在PC端的硬碟5.PC端在視窗環境直接處理檔案6.光碟和印表機在視窗下處理13程式開發環境項目說明C程式開發(e控器部分)1.直接在視窗中編輯程式碼2.在終端機中下達編譯指令3.在終端機中執行下載指令DSP程式開發(e控器部分)1.直接在視窗中編輯程式碼2.在終端機中下達編譯指

8、令3.在終端機中下載並執行VHDL程式開發(e控器部分)1.直接在視窗中編輯程式碼2.直接在視窗中下達編譯指令3.在終端機中下載並執行C程式開發(PC端部分)所有程序都可在視窗環境處理JAVA程式開發所有程序都可在視窗環境處理Matlab開發所有程序都可在視窗環境處理Simulink開發所有程序都可在視窗環境處理應用程式執行所有程序都可在視窗環境處理14即時控制環境DSP核心部分負責即時控制程式，抽樣控制頻率可高達32KHz，