面向嵌入式系统的数据传输与交互技术

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随着实时信息处理系统的发展,各种嵌入式实时系统之间及内部的数据传输与交互的要求也越来越高。本论文研究面向嵌入式系统的数据传输与交互技术,以满足系统对实时大数据的交互以及通用性和可扩展性的需求。本论文提出并设计完成了一种基于FPGA的高性能嵌入式数据交互平台,实现了该平台内部处理器与各分布式模块的高性能数据交互,以及平台对外的高速数据传输。主要的工作有以下几点:1、基于RocketIO接口设计了平台对外的数据交互方式,可以根据不同的应用需求自由定制交互协议,制定了校验机制使得系统具有灵活性和安全性等特点。2、使用AXI协议编写了模块内部的DDR数据存储读写逻辑,其良好的可扩展性能够满足高吞吐、大容量场景的设计需求。3、基于PCI-Express总线设计了处理器与分布式模块的DMA交互机制,实现了稳定、低延时的数据传输功能,配置的动态寄存器可以对系统进行实时参数修改。4、设计实现了整个系统的互连模块,对于不同时钟域之间的数据进行协调控制,完成了不同协议间的数据组包功能。本论文通过仿真实验和实际硬件平台测试对系统功能进行验证:其结果表明在平台间数据交互时,带有校验的传输效率可接近理论值;处理模块内部DDR读写存储带宽可达8GB,硬件模块和处理器之间传输时,DMA交互可以完成吉比特级的传输,拥有较低的延时,可以支持整体系统连续的高效组包数据流传输。测试结果验证了系统功能和设计方案的正确性。
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