- •Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет
- •(СПбГэту “лэти”)
- •Задание на выпускную квалификационную работу
- •Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет
- •Календарный план выполнения выпускной квалификационной работы
- •Реферат
- •Содержание
- •Определения, обозначения и сокращения
- •Введение
- •1 Обзор структуры сопряжения эмулятора системы обработки сигналов радара
- •1.1 Общие сведения о системе
- •1.2 Интерфейс Ethernet
- •1.2.1 Канальный уровень
- •1.2.2 Транспортный уровень
- •1.2.3 Выбор способа разработки модуля сопряжения с Ethernet
- •1.3 Интерфейс Link
- •1.3.1 Дифференциальная передача сигналов
- •1.3.2 Стандарт lvds
- •1.3.3 Протокол интерфейса Link
- •1.3.4 Выбор способа разработки модуля сопряжения
- •1.3.5 Выводы по главе
- •2 Разработка модуля сопряжения с интерфейсом ethernet
- •2.1.1 Описание arm-сервера
- •2.1.2 Работа с памятью на чипе в fpga
- •2.1.3 Условия тестирования модулей первичной обработки
- •2.2 Описание программы
- •2.2.1 Соединение fpga- и arm-частей между собой и блоками памяти
- •2.2.2 Программа сервера на hps
- •2.2.3 Модули на fpga
- •2.2.3.1 Подмодуль чтения служебной информации
- •2.2.3.2 Подмодуль чтения из входного блока памяти
- •2.2.3.3 Подмодуль записи полученных значений в блок выходных данных
- •2.3 Моделирование fpga-подмодулей
- •2.3.1 Пример 1 – 8-разрядный инвертор
- •2.3.2 Пример 2 – Пороговое устройство
- •2.4 Cинтез fpga-модулей
- •2.5 Эксперимент на макетной плате
- •2.5.1 Ход эксперимента
- •2.5.2 Результаты эксперимента
- •3 Разработка модуля сопряжения с интерфейсом link
- •3.1 Описание функционирования модуля сопряжения с Link
- •3.2 Описание программы
- •3.2.1 Модуль приемника Link-порта
- •3.2.2 Модуль передатчика Link-порта
- •3.2.3 Устройства обработки данных
- •3.2.3.1 Автомат обработки данных с приемника
- •3.2.3.2 Автомат передачи результатов обработки в передатчик
- •3.3 Моделирование процесса приема, обработки и передачи
- •3.4 Синтез и расположение контактов
- •3.5 Выводы по главе
- •4 Технико-экономическое обоснование разработки модулей сопряжения
- •4.1 Составление плана-графика выполнения работ
- •4.2 Расчет затрат на оплату труда исполнителей
- •4.2.1 Расчет основной заработной платы исполнителей
- •4.2.2 Расчет дополнительной заработной платы
- •4.2.3 Расчет обязательных социальных отчислений
- •4.2.4 Итоговые затраты на оплату труда
- •4.3 Расчет затрат на приобретение материалов и спецоборудования
- •4.4 Расчет амортизационных отчислений
- •4.5 Расчет накладных расходов
- •4.6 Расчет сметной стоимости разработки
- •4.7 Выводы по главе
- •Заключение
- •Список использованных источников
- •Приложение а. Система hps-SoC в Platform Designer
- •Приложение б. Код программы arm-сервера
- •Приложение в. Rtl-диаграммы подмодулей модулей сопряжения
- •Приложение г. Подробные результаты моделирования модуля сопряжения с Link
- •Приложение д. Назначение контактов модуля сопряжения с Link
- •Приложение e. Rtl-диаграммы модуля сопряжения с Link
1.3.3 Протокол интерфейса Link
Интерфейс Link предназначен для передачи данных как между несколькими DSP, так и между DSP и внешними устройствами через порты связи. В рамках данной работы поставлена задача разработать модуль сопряжения с Link, на другой стороне которого стоит DSP 1967ВН028 производства фирмы «Миландр» [17].
Порты связи DSP представляют собой пары «передатчик-приемник» с раздельными LVDS-шинами приема и передачи данных. Разрядность каждой шины – 4 бита, присутствует поддержка однобитного режима передачи данных. Конфигурация Link-порта представлена на рисунке 1.4.
Порты связи поддерживают двойную скорость передачи данных, то есть передачу данных на обоих фронтах тактового сигнала. Данные передаются в формате 128-битных квадрослов. Иллюстрация принципа передачи данных представлена на рисунке 1.5 [18]. Описание выводов Link-порта представлено в таблице 1.3 [17]. На линии LVDS P подается истинное значение сигнала, на линии LVDS N – противоположное.
Рисунок 1.4 – Link-порт, конфигурация связи между приемником (справа) и передатчиком
Рисунок 1.5 – Принцип передачи данных порта связи
Таблица 1.3 – Link, описание выводов
Сигнал |
Описание |
DATO3-0P |
Шина данных передачи, LVDS P |
DATO3-0N |
Шина данных передачи, LVDS N |
CLKOUTP |
Тактовый генератор передачи, LVDS P |
CLKOUTN |
Тактовый генератор передачи, LVDS N |
ACKI |
Входной сигнал подтверждения передатчика |
BCMPO |
Выходной сигнал завершения блока передатчика |
DATI3-0P |
Шина данных приема, LVDS P |
DATI3-0N |
Шина данных приема, LVDS N |
CLKINP |
Тактовый генератор приема, LVDS P |
CLKINN |
Тактовый генератор приема, LVDS N |
ACKO |
Выходной сигнал подтверждения приемника |
BCMPI |
Входной сигнал завершения блока приемника |
С помощью сигнала ACKO приемник указывает передатчику, принимающему сигнал ACKI, что можно продолжать передачу. С помощью сигналов BCMPO передатчик информирует приемник, принимающий сигнал BCMPI, что передача блока данных завершена.
1.3.4 Выбор способа разработки модуля сопряжения
На стороне FPGA требуется реализовать приемник и передатчик данных Link-порта, а также устройства работы с этими данными.
Поскольку модуль сопряжения с Link используется только для связи DSP и FPGA и не предполагается его подключение к внешним устройствам, реализовывать его с применением системы на кристалле в рамках работы нецелесообразно. Следовательно, путей разработки остается немного:
1. Разработать составные части модуля сопряжения с нуля. Возможный вариант такой реализации – разработать приемник и передатчик с помощью модулей LVDS компании Intel. [19] Также для реализации приемника и передатчика нужно разработать схему для поддержки двойной передачи данных. Данный способ достаточно время- и трудозатратен.
2. Взять шаблонные реализации приемника и передатчика Link-порта. В этом случае нужно разработать только устройства работы с данными, а также разобрать и оттестировать работу шаблонных приемника и передатчика.
Поскольку в наличии имелись шаблонные модули для Link-порта, отвечающие требованиям по протоколу интерфейса, было принято решение разработать модуль сопряжения с использованием шаблонных реализаций.