基于Zynq的光谱仪数据千兆以太网DMA传输装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及数据传输装置领域，公开了基于Zynq的光谱仪数据千兆以太网DMA传输装置，包括：ARM核心处理器、分别与所述ARM核心处理器通信连接的以太网物理层收发器和DDR3存储器，FPGA数据处理模块，与所述FPGA数据处理模块通信连接，ADC采集模块，与所述FPGA数据处理模块通信连接。本实用新型专利技术利用数据处理模块实现对光谱数据的单独处理，相比于传统的数据读取方式，需要将数据读取到寄存器中，大大降低了核心处理器的工作量，同时采集到的数据又能通过千兆以太网直接发送，极大的提高了光谱数据传输的实时性。数据传输的实时性。数据传输的实时性。

【技术实现步骤摘要】
基于Zynq的光谱仪数据千兆以太网DMA传输装置


[0001]本技术涉及数据传输装置，尤其涉及基于Zynq的光谱仪数据千兆以太网DMA传输装置。

技术介绍

[0002]近些年来，随着科学技术的发展，光谱技术已经成为现代科技必不可少的精密检测、分析手段，在分子生物学、现代医学、环境等领域做出了重大贡献，因此光谱数据的快速处理、分析、传输成为了其发展过程最重要的问题之一。
[0003]传统的光谱数据采用ADC模块采集光谱数据，再通过核心处理器将采集到的数据复制到系统寄存器进行分析处理，再通过USB、串口等方式将数据发送至上位机，整个过程都是核心处理器参与其中工作，因此传输速度会大大降低，特别是对于数据量大、系统复杂的光谱数接收装置，核心处理器的“负担”更大，因此一种高效稳定的光谱数据传输装置显得尤为重要。
[0004]为了克服现有技术的不足，本技术提供了一种基于Zynq的光谱仪数据千兆以太网DMA传输装置，充分利用Zynq芯片ARM+FPGA架构的优势，内嵌的千兆以太网，以及AXI
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DMA控制器，完成光谱数据的高速传输。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于解决
技术介绍
中的至少一个技术问题，提供基于Zynq的光谱仪数据千兆以太网DMA传输装置。
[0006]为实现上述目的，本技术提供基于Zynq的光谱仪数据千兆以太网DMA传输装置，包括：
[0007]ARM核心处理器，分别与所述ARM核心处理器通信连接的以太网物理层收发器和DDR3存储器；
[0008]FPGA数据处理模块，与所述FPGA数据处理模块通信连接；
[0009]ADC采集模块，与所述FPGA数据处理模块通信连接。
[0010]根据本技术的一个方面，所述ARM核心处理器包括：
[0011]中央互联模块、连接所述DDR3存储器和所述中央互联模块的DDR3控制器、连接所述以太网物理层收发器和所述中央互联模块的以太网模块、连接所述中央互联模块和所述FPGA数据处理模块的AXI
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GP接口和AXI
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HP接口。根据本技术的一个方面，所述以太网模块包括以太网数据传输多个层级，所述层级包括数据链路层、网络层和传输层。
[0012]根据本技术的一个方面，所述AXI
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HP接口传输64bit数据。
[0013]根据本技术的一个方面，所述FPGA数据处理模块包括：
[0014]AXI
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DMA、与所述AXI
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DMA和所述AXI
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HP接口连接的AXI Smartconnect、与所述AXI
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DMA和所述AXI
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GP接口连接的AXI Interconnect、与所述AXI
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DMA和所述ADC采集模块连接的AXI4
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Stream Data FIFO。基于此，本技术的有益效果在于：
[0015]利用FPGA数据处理模块的AXI
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DMA实现对光谱数据的单独处理，相比于传统的数据读取方式，需要将数据读取到ARM核心处理器的寄存器中，大大降低了ARM核心处理器的工作量，同时通过AXI
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DMA采集的数据，又能通过千兆以太网直接发送，极大的提高了光谱数据传输的实时性。
附图说明
[0016]图1示意性表示根据本技术的基于Zynq的光谱仪数据千兆以太网DMA传输装置的结构图。
具体实施方式
[0017]现在将参照示例性实施例来论述本技术的内容。应当理解，论述的实施例仅是为了使得本领域普通技术人员能够更好地理解且因此实现本技术的内容，而不是暗示对本技术的范围的任何限制。
[0018]如本文中所使用的，术语“包括”及其变体要被解读为意味着“包括但不限于”的开放式术语。术语“基于”要被解读为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“一种实施例”要被解读为“至少一个实施例”。
[0019]图1示意性表示根据本技术的基于Zynq的光谱仪数据千兆以太网DMA传输装置的结构图，如图1所示，本技术的基于Zynq的光谱仪数据千兆以太网DMA传输装置，包括：
[0020]ARM核心处理器，分别与ARM核心处理器通信连接的以太网物理层收发器和DDR3存储器；
[0021]FPGA数据处理模块，与FPGA数据处理模块通信连接；
[0022]ADC采集模块，与FPGA数据处理模块通信连接。
[0023]根据本技术的一个实施例，光谱仪数据千兆以太网DMA传输装置可以包括以太网物理层收发器、DDR3存储器、ARM核心处理器以及FPGA数据处理模块。以太网物理层收发器与ARM核心处理器电信号连接，以太网物理层收发器接收到PC端的数据包后，以太网模块将数据包解析发送至ARM核心处理器。DDR3存储器与ARM核心处理器电信号连接，ARM核心处理器接收数据包解析并进行处理，得到写入指令，将写入指令发送至DDR3存储器打开写入功能。FPGA数据处理模块与ARM核心处理器电信号连接，FPGA数据处理模块与ADC采集模块电信号连接，ARM核心处理器接收数据包解析并进行处理，得到采集指令，将采集指令发送至FPGA数据处理模块，FPGA数据处理模块根据采集指令进行配置，并读取ADC采集模块的光谱数据，得到光谱数据结果，完成一包数据读取后，将光谱数据结果发送至搬运至DDR3存储器，搬运过程ARM核心处理器不参与其中，在数据传输完成后，以中断的方式通知ARM核心处理器，最终通过以太网物理收发层将数据发送给用户。
[0024]根据本技术的一个实施方式，ARM核心处理器包括：中央互联模块、连接DDR3存储器和中央互联模块的DDR3控制器、连接以太网物理层收发器和中央互联模块的以太网模块、连接中央互联模块和FPGA数据处理模块的AXI
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GP接口和AXI
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HP接口。
[0025]根据本技术的一个实施例，ARM核心处理器可以包括DDR3控制器、以太网模块、中央互联模块、AXI
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GP接口以及AXI
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HP接口，以太网模块与以太网物理层收发器电信号
连接，以太网模块与中央互联模块电信号连接，ARM核心处理器通过以太网模块将数据包进行解析，得到数据包解析结果，将数据包解析结果发送至中央互联模块(该过程遵循标准的以太网通讯协议)，中央互联模块根据数据包解析结果对系统各个模块进行配置，配置内容可以包括需要读取的数据长度、数据地址、通讯协议等参数，中央互联模块根据接收到的请求，得到各个模块的配置结果，对AXI
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GP接口和AXI
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HP接口发送配置指令，AXI
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GP通过配置指令得到GP采集指令，AXI
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HP接口本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于Zynq的光谱仪数据千兆以太网DMA传输装置，其特征在于，包括：ARM核心处理器，分别与所述ARM核心处理器通信连接的以太网物理层收发器和DDR3存储器；FPGA数据处理模块，与所述FPGA数据处理模块通信连接；ADC采集模块，与所述FPGA数据处理模块通信连接。2.根据权利要求1所述的基于Zynq的光谱仪数据千兆以太网DMA传输装置，其特征在于，所述ARM核心处理器包括：中央互联模块、连接所述DDR3存储器和所述中央互联模块的DDR3控制器、连接所述以太网物理层收发器和所述中央互联模块的以太网模块、连接所述中央互联模块和所述FPGA数据处理模块的AXI
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GP接口和AXI
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HP接口。3.根据权利要求2所述的基于Zynq的光谱仪数据千兆以太网DMA传输装置，其特征在于，所述以太网模块包括以太网数据传输多个层级，所述层级包括数据链路层、...

【专利技术属性】
技术研发人员：马建超，习建博，李冉，汤建军，
申请(专利权)人：安徽创谱仪器科技有限公司，
类型：新型
国别省市：