spi4.2和spi3協(xié)議橋在fpga上的實(shí)現(xiàn)

1、目 錄摘 要????????????????????lA b s t r a c t ????????????????????2第一章F P G A 與高速傳輸???????????????．1第一節(jié)引言???????????????????????????????l第二節(jié)F P G A 簡(jiǎn)介????????????????????????????．2第三節(jié)x i l i l l ) 【F P G A 結(jié)構(gòu)???????????????

2、??????????。4第四節(jié)F P G A 中的源同步接口模塊?????????????????????。9第五節(jié)F P G A 的軟件設(shè)計(jì)流程???????????????????????1 2第二章S P I 系列協(xié)議族???????????????．1 5第一節(jié)S P I - 4 ．2 概述???????????????????????????．1 5第二節(jié)接口信號(hào)描述??????????????????????????。1 7

3、第三節(jié)接口操作及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)???????????????????????。1 9第四節(jié)F I F o 狀態(tài)通路??????????????????????????．2 3第五節(jié)初始化參數(shù)???????????????????????????。2 5第六節(jié)s P I - 4 ．2 與S P I ．3 協(xié)議的主要差異??????????????????。2 6第三章S P I 一4 ．2 高速接口設(shè)計(jì)?????????????．2 7第一節(jié)s

4、 P I - 4 ．2 接口概述??????????????????????????2 7第二節(jié)x i l i n X v i m x - 4 F P G A 上的s P I ．4 ．2 接口設(shè)計(jì)??????????????3 0第三節(jié)時(shí)序裕量計(jì)算???????????????????????????3 3第四章S P I 一4 ．2 和四個(gè)S P I 一3 的橋設(shè)計(jì)??????????．．3 6第一節(jié)s P I _ 4 ．2 核到四個(gè)

5、S P I ．3 核設(shè)計(jì)????????????????????3 6第二節(jié)四個(gè)S P I ．3 核到一個(gè)S P I ．4 ．2 核???????????????????．4 l第三節(jié)參數(shù)配置和S P I - 4 ．2 的初始化順序??????????????????．4 5第四節(jié)綜合和布局布線?????????????????????????。4 7第五節(jié)測(cè)試向量和仿真?????????????????????????。4 8第五章設(shè)

6、計(jì)驗(yàn)證及其后繼改進(jìn)?????????????．5 1第一節(jié)設(shè)計(jì)驗(yàn)證?????????????????????????????5 l第二節(jié)后繼改進(jìn)????????????????????????????．．5 6參考文獻(xiàn)???????????????????．．5 9附錄?????????????????????6 0致謝?????????????????????6 6A b s t r a c tW i t h t h ec o m i

7、 n go f 1 0 Gt e l e c o m m u n i c a t i o n a g e ， S P I 一3 ( S y s t e mP a c k e tI n t e r f a c e ， L e v e l3 ) a n dS P I 一4 ．2 ( S y s t e m P a c k e tI n t e r f a c e ， L e v e l4P h a s e2 ) a r e a p p l

8、i e d m o r ef r e q u e n t l y o n d i f f e r e n tt e l e c o m s y s t e m s ．S y s t e mP a c k e tI n t e r f a c e ， L e v e l 3 ， ( S P I 一3 ) p r o v i d e s a l i n k —l a y e r i n t e r f a c e f o rt r a n

9、s f e r r i n gp a c k e t sa t t h eO p t i c a lC a r r i e r4 8 d a t ar a t e ( 2 4 8 8 ．3 2M b ／s )w h i l e S y s t e m P a c k e t I n t e r f a c e ， L e v e l 4 P h a s e 2 ， ( S P I 一4 ．2 ) p r o v i d e s al i

10、 n k —l a y e ri n t e r f a c ef o r t r a n s f e r r i n gp a c k e t sa tt h eO p t i c a lC a r r i e r1 9 2d a t ar a t e ( 9 9 5 3 ．2 8 M b ／s ) ． I n m a n yc o 加m u n i c a t i o na p p l i c a t i o n s ， a b r

11、 i d g eb e t w e e nt w o s y s t e m ss u p p o r t i n gd i f f e r e n ti n t e r f a c e s ( f o re x a m p l e ， S P I 一3a n dS P I 一4 ．2 ) i sr e q u i r e d ．At y p i c a lA S I C ( A p p l i c a t i o n S p e c

12、i f i cI n t e g r a t e dC i r c u i t ) s 0 1 u t i o ni s8 8 P 8 3 4 4 B H G Ip r o d u c e db yI D T ．H o w e v e r ，a 1 l t h e A S I Cs 0 1 u t i o n sh a v et h es a m ed is a d V a n t a g e —t h e p r o d u c tc

13、 o u l dn o tb ec h a n g e da c c o r d i n gt ot h e u s e r ’ ss p e c i f ic a p p l i c a t i o n ． W i t h t h e r a p i d p r o g r e s s o f t h e s e m i c o n d u c t o rp r o c e s s ， t h e c o s t o f F P G

14、A ( F i e l d P r o g r a m m a b l e G a t eA r r a y ) i s r e d u c e dh u g e l yt h e s ey e a r s ． F P ( 認(rèn)b e c o m e sag r e a tb e n e f i tf o rt h eb r i d g ed e s i g nb e c a u s eo fi t s f l e x i b i l i

15、 t v ．T h i s p a p e rp r e s e n t s ar e f e r e n c ed e s i g nt ob r i d g e o n e ， f o u r —c h a n n e lX i l i n xS P I 一4 ．2 ( P L 4 ) c o r et of o u r ， s i n g l e —c h a n n e lS P I 一3L i n kL a y e rc o

16、r e s( V 4 ．1 ) i n a V i r t e x 一4 d e v i c e ． A n a l y s i si sa 1 s o m a d e t o c o m p a r e v a r i o u si n t e r f a c ei m p l e m e n t a t i o n so fS P I 一4 ．2u s i n gX i 1i n xF P G A ． F P G Aa d v a

17、n t a g e sa r e f u r t h e r u t i l i z e di no r d e r t od e s i g na1 0 w c o s t ，h i g hp e r f o r m a n c e b r i d g e ．T h ef l e x i b i l i t y o ft h e F P G Ad e v i c e e n a b l e st h e d e s i g n e r

18、 t o m o d i f y t h ed e s i g na c c o r d i n gt o h i s ／h e rs p e c i f i ca p p l i c a t i o n ， s u c ha s e x p a n d i n gt h ed e s i g n t o a b r i d g eb e t w e e nf o u r S P I 一4 ．2 a n ds i x t e e nS