一种FPGA对多种类型数据块的序列化控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种FPGA对多种类型数据块的序列化控制系统及方法，该系统包括FPGA数据处理模块以及PC机，序列化控制系统还包括多个前端数据模块、PCIE控制模块，前端数据模块用于从GPS卫星获取前端数据信号，且将前端数据信号中的射频信号转换为数字信号，并且输出数字化的前端数据信号至FPGA数据处理模块，FPGA数据处理模块与PC机之间通过PCIE控制模块进行数据传输。该方法使用上述的序列化控制系统来实现序列化控制。本发明专利技术通过采用一种通用的序列化控制方式来输出控制状态，以满足各种大小数据块的采集。

A FPGA serialization control system and method for many types of data blocks

The invention discloses a FPGA serialization control system and method for various types of data blocks, the system includes a FPGA data processing module and a PC, the serialization control system also includes a plurality of front-end data modules and PCIe control modules, the front-end data modules are used to obtain front-end data signals from GPS satellites, and convert the RF signals in the front-end data signals into digital signals, and Output digital front-end data signal to FPGA data processing module, data transmission between FPGA data processing module and PC through PCIe control module. This method uses the above serialization control system to realize serialization control. The invention adopts a general serialization control mode to output the control state to satisfy the collection of various size data blocks.

【技术实现步骤摘要】
一种FPGA对多种类型数据块的序列化控制系统及方法
本专利技术涉及数据采集
，具体的，涉及一种FPGA对多种类型数据块的序列化控制系统以及应用于该系统的方法。
技术介绍
FPGA器件属于专用集成电路中的一种半定制电路，是可编程的逻辑列阵，能够有效的解决原有的器件门电路数较少的问题。FPGA的基本结构包括可编程输入输出单元，可配置逻辑块，数字时钟管理模块，嵌入式块RAM，布线资源，内嵌专用硬核，底层内嵌功能单元。由于FPGA具有布线资源丰富，可重复编程和集成度高，投资较低的特点，在数字电路设计领域得到了广泛的应用。目前，在音视频领域往往都是高速、时时的大数据量，FPGA在音视频领域大量使用。其中，数字广播传输系统分为：DVB-S(ETS300421)为数字卫星广播系统、DVB-T为地面数字广播系统、DVB-C为有线数字广播系统。其中，DVB解调解码芯片，是一种把射频信号转换为数字信号，并经过相应解码的功能模块，输出8路甚至更多路数据，此时必须需要FPGA来采集。然而，现在的FPGA采集数据是各种各样，产品很多，不能一一例举，大概可以分为两类：针对大量的同一类数据的采集和针对各类数据块的采集。对于大量同一类数据来说，FPGA多路采集模块，只要实现某一个即可，其余复制模块即可。把数据同时采集放在一个存储空间里，繁杂的数据分析转移到PC端软件处理，FPGA这样显然只是负责收集原始数据功能，相对简单也很容易实现；对于各类数据块采集，可稍微复杂点，因为每一类数据块的用途不同。另外，通常类型以几个字节数据位单位的数据，目前很多做法，只是简单的加上数据头包识别标志号就可以了，因为一个时钟对应一个数据及时发出去。然而以很多个字节为单位的数据类型而且又是多路并行，保证采集不失真，输出不丢数据。每个数据都要有ID和序列号，在目前的控制方法中还没有一个相对通用的方法。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种采用通用的序列化控制方式来输出控制状态，满足各种大小数据块的采集的FPGA对多种类型数据块的序列化控制系统。本专利技术的另一目的是提供一种采用通用的序列化控制方式来输出控制状态，满足各种大小数据块的采集的FPGA对多种类型数据块的序列化控制方法。为了实现上述的主要目的，本专利技术提供的一种FPGA对多种类型数据块的序列化控制系统包括FPGA数据处理模块以及PC机，所述序列化控制系统还包括多个前端数据模块、PCIE控制模块，所述前端数据模块用于从GPS卫星获取前端数据信号，且将前端数据信号中的射频信号转换为数字信号，并且输出数字化的前端数据信号至所述FPGA数据处理模块，所述FPGA数据处理模块与所述PC机之间通过PCIE控制模块进行数据传输。进一步的方案是，所述PCIE控制模块包括PCIE接口和DMA控制器，所述FPGA数据处理模块通过所述PCIE接口连接至所述PC机，所述FPGA数据处理模块通过所述DMA控制器以DMA方式对所述PC机的存储器进行数据读写操作。更进一步的方案是，所述FPGA数据处理模块包括多路数据处理模块和具有多个输入端和一个输出端的数据汇流模块，所述多路数据处理模块接收所述前端数据模块输出的前端数据信号，所述数据汇流模块的多个输入端分别接收所述多路数据处理模块输出的多路前端数据信号，所述数据汇流模块的输出端与所述PCIE控制模块连接。更进一步的方案是，所述多路数据处理模块包括多个数据采集模块以及多个数据同步移出模块，一个所述数据采集模块的输出端与一个所述数据同步移出模块的输入端连接。更进一步的方案是，所述前端数据模块为卫星调制解调器。由此可见，本专利技术提供的序列化控制系统主要包括前端数据模块、FPGA数据处理模块以及PC机，FPGA数据处理模块主要包括数据采集模块、数据同步移出模块、数据汇流模块、DMA控制器和PCIE接口。本专利技术通过FPGA可以实现多路模拟信号的同步采集，采集到的数据通过FPGA内部的DMA控制器实现了数据的快速读取和存储，无需额外的逻辑资源和控制信号，就能达到所需要的序列化控制信号，实现过程简单，可以用在相移功能、序列化状态控制、限定数据个数模块采集等功能上，应用相当广泛。为了实现上述的另一目的，本专利技术还提供一种FPGA对多种类型数据块的序列化控制方法，应用于一种FPGA对多种类型数据块的序列化控制系统，该系统包括FPGA数据处理模块、PC机、前端数据模块、PCIE控制模块；该方法包括：所述前端数据模块从GPS卫星实时获取前端数据信号，并且输出数字化的前端数据信号至数据采集模块，其中，所述前端数据信号包括时钟信号、前端数据、同步信号；所述数据采集模块采集所述前端数据信号中的数据块，并且根据所述同步信号触发来采集下一个数据块，并且输出数据块中的8bit前端数据、有效信号valid、最后标志last信号至数据同步移出模块；所述数据同步移出模块对所述数据采集模块输出8bit前端数据进行同步处理；所述数据汇流模块的多个输入端接收所述数据同步移出模块经过同步处理后的同步数据信号，所述数据汇流模块通过其输出端输出汇流处理后的汇流数据信号至DMA控制器；所述DMA控制器通过PCIE接口以DMA方式对所述PC机的存储器进行数据读写操作。进一步的方案是，所述数据同步移出模块对所述数据采集模块输出的8bit前端数据进行同步处理具体包括：将8bit前端数据转换为64bit前端数据后，通过所述数据采集模块输出的有效信号valid上升沿产生高电平的有效信号valid和最后标志last信号。更进一步的方案是，所述数据汇流模块通过其输出端输出汇流处理后的汇流数据信号至DMA控制器具体包括：在所述数据汇流模块的多个输入端接收所述数据同步移出模块经过同步处理后的同步数据信号后，若检测到所述数据汇流模块的第一输入端中的有效信号valid或最后标志last信号为高电平，则根据第一输入端中的每个同步数据信号以可恢复方式合成单个输出数据信号进行传输第一输入端中的数据，通过所述数据汇流模块的输出端输出至所述DMA控制器。由此可见，本专利技术提供的序列化控制方法通过FPGA可以实现多路模拟信号的同步采集，采集到的数据通过FPGA内部的DMA控制器实现了数据的快速读取和存储，无需额外的逻辑资源和控制信号，就能达到所需要的序列化控制信号，实现过程简单，可以用在相移功能、序列化状态控制、限定数据个数模块采集等功能上，应用相当广泛。【附图说明】图1是本专利技术一种FPGA对多种类型数据块的序列化控制系统实施例的原理图。图2是本专利技术一种FPGA对多种类型数据块的序列化控制方法实施例中数据采集模块的状态流转图。【具体实施方式】一种FPGA对多种类型数据块的序列化控制系统实施例：参见图1，本实施例的序列化控制系统包括FPGA数据处理模块以及PC机16，序列化控制系统还包括多个前端数据模块10、PCIE控制模块，前端数据模块10用于从GPS卫星获取前端数据信号，且将前端数据信号中的射频信号转换为数字信号，并且输出数字化的前端数据信号至FPGA数据处理模块，FPGA数据处理模块与PC机16之间通过PCIE控制模块进行数据传输。PCIE控制模块包括PCIE接口15和DMA控制器14，FPGA数据处理模块通过PCIE接口15连接至PC机16，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种FPGA对多种类型数据块的序列化控制系统，包括FPGA数据处理模块以及PC机，其特征在于：所述序列化控制系统还包括多个前端数据模块、PCIE控制模块，所述前端数据模块用于从GPS卫星获取前端数据信号，且将前端数据信号中的射频信号转换为数字信号，并且输出数字化的前端数据信号至所述FPGA数据处理模块，所述FPGA数据处理模块与所述PC机之间通过PCIE控制模块进行数据传输。

【技术特征摘要】
1.一种FPGA对多种类型数据块的序列化控制系统，包括FPGA数据处理模块以及PC机，其特征在于：所述序列化控制系统还包括多个前端数据模块、PCIE控制模块，所述前端数据模块用于从GPS卫星获取前端数据信号，且将前端数据信号中的射频信号转换为数字信号，并且输出数字化的前端数据信号至所述FPGA数据处理模块，所述FPGA数据处理模块与所述PC机之间通过PCIE控制模块进行数据传输。2.根据权利要求1所述的序列化控制系统，其特征在于：所述PCIE控制模块包括PCIE接口和DMA控制器，所述FPGA数据处理模块通过所述PCIE接口连接至所述PC机，所述FPGA数据处理模块通过所述DMA控制器以DMA方式对所述PC机的存储器进行数据读写操作。3.根据权利要求1所述的序列化控制系统，其特征在于：所述FPGA数据处理模块包括多路数据处理模块和具有多个输入端和一个输出端的数据汇流模块，所述多路数据处理模块接收所述前端数据模块输出的前端数据信号，所述数据汇流模块的多个输入端分别接收所述多路数据处理模块输出的多路前端数据信号，所述数据汇流模块的输出端与所述PCIE控制模块连接。4.根据权利要求1或2所述的序列化控制系统，其特征在于：所述多路数据处理模块包括多个数据采集模块以及多个数据同步移出模块，一个所述数据采集模块的输出端与一个所述数据同步移出模块的输入端连接。5.根据权利要求1或2所述的序列化控制系统，其特征在于：所述前端数据模块为卫星调制解调器。6.一种FPGA对多种类型数据块的序列化控制方法，应用于如权利要求1至5任一项所述的一种FPGA对多种类型数据块的序列化控制系统，该系统包括FPGA数据处理模块、PC机、前端数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂雄斌，邹绍见，
申请(专利权)人：珠海迈越信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44