基于FPGA的PCI接口軟硬件協(xié)同設(shè)計及其應(yīng)用.pdf

1、隨著半導(dǎo)體工藝的不斷快速發(fā)展,計算機與嵌入式產(chǎn)品廣泛應(yīng)用到人類的正常生產(chǎn)生活和工作等各個領(lǐng)域,數(shù)字化時代已經(jīng)成為主流趨勢。
　　 PCI(Peripheral Component Interconnect,周邊元件擴展接口)總線作為一種獨立的同步于處理器的高性能局部總線,以其高性能,低成本,兼容性好等優(yōu)點在計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中獲得了十分普遍的應(yīng)用。在本文涉及的安防監(jiān)控視頻采集應(yīng)用中,需要傳輸大量連續(xù)的多路數(shù)據(jù),而通用的音視頻解碼芯片

2、連接PCI橋接芯片的方法并不能很好地滿足這樣的需求。針對以上的問題,同時出于知識產(chǎn)權(quán)的要求,作者所在的研發(fā)團隊自主設(shè)計所需要的各功能邏輯模塊并用FPGA芯片進行邏輯和軟件的協(xié)同驗證,為流片提供保障。
　　 本文包含的研究內(nèi)容包含如下幾個方面:
　　 (1)采取軟硬件協(xié)同設(shè)計方法,系統(tǒng)地根據(jù)需求分析進行模塊劃分,制定相應(yīng)的接口信號、引腳定義等文檔規(guī)范,然后用Verilog語言實現(xiàn)功能邏輯,完成基于FPGA的PCI接口模塊,

3、同時根據(jù)相同的接口進行軟件的研發(fā),以方便之后進行的仿真驗證與集成測試。整個PCI接口模塊分為:總線仲裁器模塊,含DMA(Direct MemoryAccess,直接內(nèi)存存取)的IO接口模塊,奇偶校驗?zāi)K,命令-地址譯碼模塊。PCI模塊與其他功能模塊的通信通過異步FIFO模塊緩沖數(shù)據(jù)實現(xiàn)跨時鐘域的穩(wěn)定傳輸。在FPGA上實現(xiàn)PCI接口模塊,具有配置靈活,修改方便,可以根據(jù)應(yīng)用需求定制功能等特點。
　　 (2)在設(shè)計時,采用軟硬件協(xié)同

4、設(shè)計方法,讓軟硬件的研發(fā)在時間上并行,并且通過協(xié)同驗證的結(jié)果及時修改設(shè)計目標,縮短了設(shè)計周期,而且可以在更早的時間對系統(tǒng)可行性進行評估。通過在FPGA上實現(xiàn)驗證,相對于邏輯仿真提高覆蓋率,加快了驗證進程,保障了設(shè)計的正確性。
　　 (3)文章的后半部分展示了該PCI接口模塊應(yīng)用的例子:基于PCI總線的多路視頻采集卡。該設(shè)計針對安防監(jiān)控視頻采集的特殊應(yīng)用,在符合PCI規(guī)范的前提下設(shè)計該PCI接口模塊,將采集的連續(xù)的多路音視頻采集的