基于FPGA的高速接口中多指針彈性緩沖器設計.pdf

1、彈性緩沖技術廣泛應用于高速接口的接收端，通過同步輸入輸出的數(shù)據(jù)、補償時鐘偏差來保證數(shù)據(jù)的正確傳輸。而傳統(tǒng)彈性緩沖器通過寫指針跳躍和斷點保存來添加特定字符(SKP)。這種方法容易帶來復雜的異步控制電路，產(chǎn)生數(shù)據(jù)接收紊亂等狀況。另外，高速接口對于這種單指針讀寫的彈性緩沖器有很高的頻率要求，容易產(chǎn)生復雜的時序問題。
　　本論文通過分析彈性緩沖技術的工作原理和方法，提出了多指針彈性緩沖器設計方法。它通過四個讀寫指針尋址完成數(shù)據(jù)的輸入和輸出

2、，并將添加、刪除操作分開在不同的時鐘域（寫指針尋址完成SKP刪除，讀指針尋址完成SKP添加），來避免復雜異步控制電路的出現(xiàn)。本文所做的工作如下
　　(1)首先介紹了傳統(tǒng)彈性緩沖器的工作原理和工作區(qū)域，分析了傳統(tǒng)彈性緩沖器在添加和刪除SKP時讀寫指針的操作方法。并針對此方法帶來的時序問題，提出了一種新的多指針彈性緩沖器。
　　(2)然后以USB3.0協(xié)議為標準，詳細說明了多指針彈性緩沖器的工作原理及讀寫指針的操作方法。多指針彈

3、性緩沖器工作時，首先利用輸入控制單元改變輸入數(shù)據(jù)中SKP對的排序，輸出控制單元改變輸出的數(shù)據(jù);其次在閾值檢測單元中檢測彈性緩沖器中的有效數(shù)據(jù)量是否達到添加或刪除的閾值，發(fā)出有效指令到讀寫指針控制單元;最后通過控制四個讀寫指針尋址來添加和刪除數(shù)據(jù)中的SKP，維持彈性緩沖器的半滿狀態(tài)。
　　(3)最后，本文通過仿真軟件Quartus和Modelism對多指針彈性緩沖器做了時序仿真，并且將程序下載到FPGA開發(fā)板中，用邏輯分析儀觀察波形