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        利用以太網硬件在環路實現高帶寬DSP仿真

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        作者:Xilinx公司 時間:2007-05-08 來源:21ic 收藏
        通常情況下,在設計基于FPGA的大型信號處理系統的時候,設計人員往往需要進行費時費力的。以Xilinx System Generator for 為代表的FPGA設計工具,通過提供可靠的硬件在環接口(該接口可以直接將FPGA硬件置入設計),來解決這種問題。

        通過在硬件上模擬部分設計,這些接口可以大大提高的速度——通常可以提高一個甚至多個數量級。使用硬件在環還可以讓設計人員實時進行FPGA硬件調試和驗證。

        System Generator for 可以為多類FPGA開發平臺提供硬件在環接口。這些平臺通常通過不同的物理接口和PC建立通信。舉例來說,一個JTAG協仿真接口可以允許任何一個具備JTAG頭和Xilinx FPGA的FPGA板在System Generator for 內部進行協仿真。其它類型的板卡,比如XtremeDSPTM開發工具套件,是通過PCI總線進行通信的。直到最近以來,具有高存儲帶寬和吞吐率要求的系統協仿真(例如視頻和圖像處理),還只能在那些通過PCI或者是PCMCIA接口直接與PC建立通信的開發板上進行。

        基于以太網的協仿真 

        System Generator for DSP 8.1內含一個全新的以太網協仿真接口,該接口首次讓Xilinx ML402 評估平臺具備了協仿真的能力。ML402開發板將直接通過標準以太網電纜或者通過遠程連接到計算機上。

        接口的核心是Xilinx三態以太網MAC核,它可以支持10/100/1000 Mbps半雙工和全雙工操作模式。當設計人員通過使用以太網硬件協仿真接口生成一個設計的時候,System Generator for DSP將自動在設計周圍建立必要的邏輯,從而在仿真的過程中,通過以太網連接與FPGA進行通信(圖1)。 你還可以雙擊任意一個設計的System Generator模塊打開它的參數配置對話框,從而生成一個用于以太網硬件協仿真的設計。在編譯菜單下,從硬件協仿真菜單中選擇ML402/Ethernet編譯(參見圖2)。你可以在兩種不同的以太網協仿真模式中進行選擇。

        通過以太網連接與FPGA進行通信

        在編譯菜單下

        基于的協仿真 

        基于的接口可以讓開發人員對那些連至標準IPv4網絡的FPGA硬件進行協仿真。由于IPv4這種網絡幾乎無處不在,基于網絡的接口,為與連接至有線或者網絡的遠程FPGA開發板建立通信提供了一條便捷的途徑。該接口在后臺管理著通信細節和錯誤處理過程(在丟包后重新進行傳送)。System Generator for DSP通過分析ML402板的IP地址來決定在協仿真過程中與哪個平臺進行通信(圖3)。

        System Generator for DSP通過分析ML402板的IP地址來決定在協仿真過程中與哪個平臺進行通信

        點對點協仿真 

        第二種以太網協仿真的模式則是一種點對點接口,該接口使用原始的以太網幀,通過數據鏈路層與ML402板建立通信。與基于網絡的模式不同的是,點對點接口側重于本地網段上的低層通信。協仿真的數據則通過連接ML402板和計算機的標準UTP以太網電纜進行傳送。這意味著,你的計算機必須具備一個空閑的以太網插口以建立連接。

        點對點接口可以支持千兆位級以太網標準,如果該接口被配置為可以使用巨型幀,數據的傳送性能將大大提高。使用這種接口連接方式,你甚至可以對超帶寬應用進行協仿真。 

        器件配置 

        上述兩種以太網協仿真接口都支持一種新的器件配置方法,即利用Xilinx System ACETM解決方案支持給予以太網的配置。這種配置過程可以在相同的用于協仿真的以太網連接上進行,因此消除了對二次編程電纜(如Xilinx Parallel Cable IV或者Platform Cable USB)的需求。ML402開發板還搭載了一個Compact Flash卡,它包含一個特殊的啟動加載程序映像,該映像在上電的時候會自動下載至FPGA。該映像可以利用在仿真開始時通過以太網電纜傳輸的新的FPGA協仿真的數據位流對FPGA進行重新配置。整個配置過程都由System Generator for DSP以透明方式進行操控。

        設計示例 

        一個命名為conv5x5_video_ex的5



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