PXI可重構(gòu)串行通訊模塊研制.pdf

1、串行通訊模塊在工業(yè)控制、通訊以及測試等行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用,但在不同的應(yīng)用中,其通訊協(xié)議往往不同,從而增加了用戶成本和系統(tǒng)集成難度。FPGA可重構(gòu)技術(shù)的出現(xiàn)為此問題提供了可行的解決方案,由于FPGA能夠在運行過程中對其全部或部分邏輯資源進行重新配置,這使硬件系統(tǒng)的更新或修改變得十分容易,提高了硬件系統(tǒng)的資源利用率。目前,可重構(gòu)技術(shù)在工業(yè)制造、醫(yī)療、航天等領(lǐng)域已得到了廣泛的應(yīng)用,將可重構(gòu)技術(shù)擴展至串行通訊模塊的設(shè)計中具有明顯地實用價值,同時

2、對于可重構(gòu)儀器的研究也有一定的借鑒意義。
　　本文分析了可重構(gòu)儀器以及串行通訊模塊的國內(nèi)外研究及應(yīng)用現(xiàn)狀,對主流生產(chǎn)廠商的FPGA的重構(gòu)實現(xiàn)方法進行了分析和比較。在對FPGA可重構(gòu)技術(shù)進行深入的研究和分析的基礎(chǔ)上,研制了一種具備本地重構(gòu)以及遠程重構(gòu)能力的PXI串行通訊模塊。該模塊以Xilinx公司的Virtex-5系列FPGA作為重構(gòu)硬件基礎(chǔ),由重構(gòu)載板和功能板構(gòu)成,增強了設(shè)計的靈活性和通用性。在重構(gòu)載板設(shè)計中,通過SystemA

3、CECF配置方式實現(xiàn)本地重構(gòu)功能;利用Virtex-5系列FPGA內(nèi)嵌的TEMAC硬核以及開源的LwIP協(xié)議棧實現(xiàn)以太網(wǎng)功能,進而結(jié)合SystemACECF配置方式實現(xiàn)遠程重構(gòu)功能。除支持目前的可重構(gòu)串行通訊模塊外,該載板可作為主控板掛接在根據(jù)不同需求而設(shè)計的功能板上,從而使整個儀器模塊具備可重構(gòu)能力,實現(xiàn)同一硬件通過重構(gòu)對不同測試需求的適應(yīng)。
　　最后,對本地重構(gòu)、遠程重構(gòu)、通訊功能進行了測試。實際測試結(jié)果表明,可重構(gòu)串行通訊模