PXI可重構串行通訊模塊研制.pdf

1、串行通訊模塊在工業(yè)控制、通訊以及測試等行業(yè)具有廣泛的應用,但在不同的應用中,其通訊協(xié)議往往不同,從而增加了用戶成本和系統(tǒng)集成難度。FPGA可重構技術的出現(xiàn)為此問題提供了可行的解決方案,由于FPGA能夠在運行過程中對其全部或部分邏輯資源進行重新配置,這使硬件系統(tǒng)的更新或修改變得十分容易,提高了硬件系統(tǒng)的資源利用率。目前,可重構技術在工業(yè)制造、醫(yī)療、航天等領域已得到了廣泛的應用,將可重構技術擴展至串行通訊模塊的設計中具有明顯地實用價值,同時

2、對于可重構儀器的研究也有一定的借鑒意義。
　　本文分析了可重構儀器以及串行通訊模塊的國內(nèi)外研究及應用現(xiàn)狀,對主流生產(chǎn)廠商的FPGA的重構實現(xiàn)方法進行了分析和比較。在對FPGA可重構技術進行深入的研究和分析的基礎上,研制了一種具備本地重構以及遠程重構能力的PXI串行通訊模塊。該模塊以Xilinx公司的Virtex-5系列FPGA作為重構硬件基礎,由重構載板和功能板構成,增強了設計的靈活性和通用性。在重構載板設計中,通過SystemA

3、CECF配置方式實現(xiàn)本地重構功能;利用Virtex-5系列FPGA內(nèi)嵌的TEMAC硬核以及開源的LwIP協(xié)議棧實現(xiàn)以太網(wǎng)功能,進而結合SystemACECF配置方式實現(xiàn)遠程重構功能。除支持目前的可重構串行通訊模塊外,該載板可作為主控板掛接在根據(jù)不同需求而設計的功能板上,從而使整個儀器模塊具備可重構能力,實現(xiàn)同一硬件通過重構對不同測試需求的適應。
　　最后,對本地重構、遠程重構、通訊功能進行了測試。實際測試結果表明,可重構串行通訊模