基于FPGA的高速数据转接卡装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种基于FPGA的高速数据转接卡装置，包括FPGA模块；时钟模块，与所述的FPGA模块相连接；地址模块，与所述的FPGA模块相连接；SPI接口模块，与所述的FPGA模块相连接；SDRAM模块，与所述的FPGA模块相连接；USB模块，与所述的FPGA模块相连接；程序下载与调试模块，与所述的FPGA模块相连接。采用了本实用新型专利技术的基于FPGA的高速数据转接卡装置，基于FPGA的硬件解决方案使产品的体积更小，价格更低，更灵活。FPGA并行处理的结构使数据的传输更快，硬件编程语言使系统的稳定性提高，基于其现场可编程的特点使维护与升级变得更简单，节省了人力还有不必要的接线麻烦，同时又降低了测量成本。

High speed data transfer card device based on FPGA

【技术实现步骤摘要】
基于FPGA的高速数据转接卡装置
本技术涉及通信测量
，尤其涉及上位机与多个DSP之间高速通信领域，具体是指一种基于FPGA的高速数据转接卡装置。
技术介绍
随着通信测量技术的不断进步，网络通信产业的蓬勃发展，使用传统的测量仪器进行产品生产过程中的测量，就会产生测量仪器端口少、测量产品数量少、测量仪器与产品之间电缆连接次数多的问题，使产品的生产与质量的验证效率大大降低。由于上述问题，急需一种产品的大规模测量技术，而要想实现产品的大规模测量，最重要的则是需要通过PC与多个测量设备相连接，使PC能够迅速的读取与接收多个测量设备的参数信息，对多个测量仪器进行控制，但若使用PC本身自带的USB接口，带来的结果还是可连接的测量仪器少，会影响产品生产效率，如要使用USB-HUB进行连接，则会导致连线复杂，不方便接线的问题。
技术实现思路
本技术的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足生产效率高、结构简单、适用范围较为广泛的基于FPGA的高速数据转接卡装置。为了实现上述目的，本技术的基于FPGA的高速数据转接卡装置如下：该基于FPGA的高速数据转接卡装置，其主要特点是，所述的装置包括：FPGA模块；时钟模块，与所述的FPGA模块相连接；地址模块，与所述的FPGA模块相连接；SPI接口模块，与所述的FPGA模块相连接；SDRAM模块，与所述的FPGA模块相连接；USB模块，与所述的FPGA模块相连接；程序下载与调试模块，与所述的FPGA模块相连接。较佳地，所述的地址模块包括n位拨码开关。较佳地，所述的SPI接口模块包含多个SPI接口。较佳地，所述的程序下载与调试模块包括FPGA运行程序存储与调试用JTAG接口以及非易失性存储芯片。采用了本技术的基于FPGA的高速数据转接卡装置，FPGA可以通过SPI接口连接多个DSP测量模块，FPGA再将数据整理上传至PC，这样PC可以连接多个转接卡，转接卡又能连接多个DSP模块，所以使PC可连接的DSP测量模块大大增加，且通过USB3.0进行传输，其最高可达5.0Gbps的传输速度可以满足测量速度的要求，同时基于FPGA的硬件解决方案使产品的体积更小，价格更低，更灵活。FPGA并行处理的结构使数据的传输更快，基于硬件编程语言使系统的稳定性提高，基于其现场可编程的特点使维护与升级变得更简单，节省了人力还有不必要的接线麻烦，同时又降低了测量成本。附图说明图1为本技术的基于FPGA的高速数据转接卡装置的硬件模块框图。图2为本技术的基于FPGA的高速数据转接卡装置的地址模块框图。图3为本技术的基于FPGA的高速数据转接卡装置的、SPI接口与FPGA连接框图。图4为本技术的基于FPGA的高速数据转接卡装置的FPGA-PC连接框图。具体实施方式为了能够更清楚地描述本技术的
技术实现思路
，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。本技术的基于FPGA的高速数据转接卡装置的技术方案中，其中所包括的各个功能模块和模块单元均能够对应于集成电路结构中的具体硬件电路，因此仅涉及具体硬件电路的改进，硬件部分并非仅仅属于执行控制软件或者计算机程序的载体，因此解决相应的技术问题并获得相应的技术效果也并未涉及任何控制软件或者计算机程序的应用，也就是说，本技术仅仅利用这些模块和单元所涉及的硬件电路结构方面的改进即可以解决所要解决的技术问题，并获得相应的技术效果，而并不需要辅助以特定的控制软件或者计算机程序即可以实现相应功能。本技术的该基于FPGA的高速数据转接卡装置，其中包括：FPGA模块；时钟模块，与所述的FPGA模块相连接；地址模块，与所述的FPGA模块相连接；SPI接口模块，与所述的FPGA模块相连接；SDRAM模块，与所述的FPGA模块相连接；USB模块，与所述的FPGA模块相连接；程序下载与调试模块，与所述的FPGA模块相连接。作为本技术的优选实施方式，所述的地址模块包括n位拨码开关。作为本技术的优选实施方式，所述的SPI接口模块包含多个SPI接口。作为本技术的优选实施方式，所述的程序下载与调试模块包括FPGA运行程序存储与调试用JTAG接口以及非易失性存储芯片。本技术的具体实施方式中，产品为上位机与DSP之间高速通信用转接卡，硬件总共分为七个模块，分别为FPGA模块、时钟模块、地址模块、SPI接口模块、SDRAM模块、USB模块以及程序下载与调试模块(FLASH模块)，装置如说明书附图1所示。地址模块：转接卡一次性可连接多个DSP，PC选择接收几个或者多个DSP发来的数据，有些实际工程中一个PC机可能要连接很多块DSP模块，所以一块转接卡通常是不够的，这就需要两块甚至更多的转接卡，这就导致PC机要识别即将接收哪几块转接卡所属的哪些块DSP的数据，所以应该在每一块转接卡和每一块DSP模块上增加地址模块，地址模块可以是n位拨码开关等表明地址的器件，大致框图如说明书附图2所示，若转接卡上的拨码开关为n位，DSP模块的拨码开关为m位，则系统中最多可以接n2×m2个DSP模块。时钟模块：为FPGA的工作提供基本时钟信号。SPI接口模块：SPI接口模块的功能为将一块转接卡与多块DSP模块相连接，与DSP进行通信，其框图大致如说明书附图3所示，在设计时，可以根据SPI接口的多少去选择资源合适的FPGA，这样就能实现一块FPGA通过SPI接口与多块DSP通信进而来实现数据的交换。SDRAM模块：由于SDRAM可以与系统总线以同频率工作，用同一个时钟周期即可完成数据的访问与刷新，进而大大提高了数据的传输速率，在本方案中，首先将多个DSP模块中的数据接收存储到SDRAM中，待FPGA接收到上传数据命令的时候再将数据发送出去，同样，当PC机需要传输大量数据给多个DSP模块时，也通过此流程进行，通过FPGA对SDRAM的读写操作从而实现PC与DSP之间的大数据包高速交换的过程。FLASH模块：该模块包含FPGA运行程序存储与调试用JTAG接口以及非易失性存储芯片，用来存储FPGA的程序，掉电不丢失。USB模块：USB模块采用USB3.0协议进行PC与FPGA之间的通信，保证数据的高速传输，USB3.0设备控制器选用CYPRESS的EZ-USB-FX3USB3.0，FX3是一个集成了ARM9处理器的USB3.0外设控制器，FX3设备在系统中的主要功能是在USB主机与FPGA之间传输高带宽数据。强大的片上ARM9处理器使FX3能够进行访问数据流，并能高效地处理数据。在本系统中ARM9固件仅初始化和管理USB和数据消耗/提供设备两个接口间的数据传输，其与FPGA连接的大致框图如说明书附图4所示。首先整个系统要先上电初始化，初始化后首先PC要检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于FPGA的高速数据转接卡装置，其特征在于，所述的装置包括：/nFPGA模块；/n时钟模块，与所述的FPGA模块相连接；/n地址模块，与所述的FPGA模块相连接；/nSPI接口模块，与所述的FPGA模块相连接；/nSDRAM模块，与所述的FPGA模块相连接；/nUSB模块，与所述的FPGA模块相连接；/n程序下载与调试模块，与所述的FPGA模块相连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的高速数据转接卡装置，其特征在于，所述的装置包括：
FPGA模块；
时钟模块，与所述的FPGA模块相连接；
地址模块，与所述的FPGA模块相连接；
SPI接口模块，与所述的FPGA模块相连接；
SDRAM模块，与所述的FPGA模块相连接；
USB模块，与所述的FPGA模块相连接；
程序下载与调试模块，与所述的FPGA模块相连接。

【专利技术属性】
技术研发人员：李栋，于磊，李晓军，任小博，
申请(专利权)人：上海创远仪器技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31