基于FPGA的高速數(shù)據(jù)傳輸平臺構(gòu)建——應(yīng)用于WiGig芯片測試系統(tǒng).pdf

1、數(shù)字多媒體內(nèi)容的廣泛應(yīng)用極大地推動了無線連接技術(shù)的發(fā)展。WiGig（Wireless Gigabit，無線吉比特）技術(shù)旨在60GHz頻段實(shí)現(xiàn)最高7Gb/s的短距離高速無線通信。相比現(xiàn)有的無線局域網(wǎng)技術(shù)，如Wi-Fi、藍(lán)牙和HomeRF等，WiGig在傳輸速率、頻譜利用率等方面有著較大的技術(shù)提升。本文的主要工作是構(gòu)建60 GHz WiGig芯片測試平臺，重點(diǎn)研究了“PC—FPGA—ASIC”間高速串行數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。
　　首先，討論了

2、PCI Express總線的實(shí)現(xiàn)方案和I/O控制方式，用通信順序進(jìn)程（CSP）理論分別對PCI Express總線中的單緩沖DMA和雙緩沖DMA建模。通過形式化方法論證了雙緩沖DMA更有利于提高數(shù)據(jù)傳輸速率、節(jié)省硬件資源。
　　然后，設(shè)計(jì)了WiGig芯片測試系統(tǒng)的硬件電路；開發(fā)了各個模塊的FPGA驅(qū)動程序，包括PCI Express總線、雙緩沖DMA、GTX收發(fā)器以及ADC/DAC等，并將各個驅(qū)動做成獨(dú)立的自定義IP核。
　

3、　最后，將MicroBlaze軟核處理器與自定義IP核連接構(gòu)成片上系統(tǒng)（SoC），軟件平臺使用Xilkernel內(nèi)核構(gòu)建多任務(wù)、多線程嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)了WiGig芯片測試平臺的軟硬件設(shè)計(jì)。
　　測試結(jié)果表明，本文開發(fā)的PCI Express總線數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)9Gb/s，雙通道GTX收發(fā)器速率可達(dá)7.6Gb/s，滿足了WiGig技術(shù)7 Gb/s的要求。建立了PC與MicroBlaze間的通信機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了PC對Micro