基于pci express总线的高速数据采集系统硬件设计与实现

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1、声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名：蛳沙-丫年；月L7日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位批论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文，按

2、保密的有关规定和程序处理。研究生签名：兰型翌j垒沙。v年s月0日硕士论文基于PCIExpress总线的高速数据采集系统硬件设计与实现摘要随着计算机和超大规模集成电路技术的不断发展，数据采集系统已应用到更广阔的领域，同时也给数据传输技术提出了更高的要求。传统的并行总线由于自身的同步需要，在时钟速率上受到了很大限制。相比之下，串行总线所具备的自定时特点，不需要脉冲时钟的存在，可以达到很高速率，已成为传输技术的发展趋势。在新一代的总线标准中，PCIExpress总线采用完全的串行传输体系，支持点对点传输，并有望

3、在速率上达到铜缆极限值。本论文研究了基于PCIExpress总线的数据采集系统及其硬件实现，在介绍PCIExpress总线技术的基础上，给出了完整的硬件设计方案，包括高速串行A／D的数据接收，数据缓存，PCIExpress总线的实现等，并以VirtexV系列的FPGA为平台进行仿真设计。在设计方案中，使用FPGA提供的RocketlO模块完成对高速串行A／D的数据接收，采用GN4124实现本地总线到PCIe总线的转换，并通过FPGA完成数据转换和传输控制功能。具体实现中，详细介绍了数据采集、总线部分，并描

4、述了数字逻辑中各模块特别是直接内存访问模块完成的功能。本设计的PCIExpress是以×4通道实现的，如果能扩展其通道数量，总线性能将进一步提高。关键词：数据采集，PCIExpress，GN4124，RocketlO，直接内存访问硕士论文AbstractWi也thecontinuousdevelopmentofcomputerscienceandVLSItechnology,dataacquisitionsystemhasenjoyedanextensiveapplication，whichplacesa

5、higherrequirementonbustransmissiontechnology．Becauseofthesynchronizationdemandofitsown，parallelbusislimitedinclockfrequency．Bycontrast，谢tlltheself-timingfunction，serialbusdoesn’trequiretheexistenceofapulseclock，bythat，serialbuscanrunuptoarather11ighrate．I

6、nthenewgenerationofbusstandard，PCIExpresshasapureserialtransmissionarchitecture，supporttingpointtopointtransfer,andisexpectedtoachievethelimitofcopperwiretransmissioninlinerate．Inthisthesis，wehaveresearchedthedataquisifionsystembasedonPCIExpressbusanditsh

7、ardwarerealization．ExceptforintroducingPCIebustechnology,acompleteschemeofhardwaredesignisprovided，includingthereceptionofhi曲speedserialA／Dconverter，databuffer,realizationofPCIExpressbus，andwerunthesimulationbasedontheplatformofVirtexVseriesFPGA．Inthedesi

8、gnalternative，weuseRockeflO，whichisprovidedbyFPGA，toaccomplishthereceptionofthehighspeedserialA／D，andadoptGN4124torealizetheconversionbetweenlocalbusandPCIebus．Inthespecificrealization,wegivedetailedintroductionabou