基于FPGA的双口RAM在双CPU通信中的应用及设计.docVIP

毕业设计 题目名称 学 院 电气信息工程 专业/班级 08101班 生 学 号 01012191130 指导教师（职称） 摘要 本文从现代通信系统的要求出发，详细研究了利用双口RAM来实现双 CPU之间高速的并行数据通信，指出了设计中需要解决的几个关键问题并给出了相应的解决方法。 随着电子技术的飞速发展，大量的高速数据采集和在线测试对现代工业测控系统和仪器仪表的功能和性能提出了更高的要求，双CPU并行工作双单片机系统方式得到广泛应用。为了使2个单片机能够快速有效交换信息充分利用系统资源，采用双口RAM实现存储器共享是目前较为流行的方法。大容量高速FPGA 器件具有集成度高、体积小、灵活可重配置、实验风险小等优点。在复杂数字系统中得到越来越广泛的应用，数字电路设计采用 1 片 FPGA 器件存储设备和一些电气接口匹配电路的解决方案已成为主流选择方案。用FPGA来实现双口 RAM 的功能可以很好地解决并行性和速度问题，而且其灵活的可配置特性使得基于FPGA的双口RAM易于进行修改测试及系统升级可降低设计成本和缩短开发周期。 在嵌入式多CPU系统中，CPU间的通信可以采用串行、并行、系统总线及双口RAM等方式。前三种通信方式存在的共同特点是传输速度慢，在大数据量的情况下可能造成数据处理时间延长，实时性差，甚至出现数据拥塞现象。因此采用双口RAM的方式在系统间数据交换是一种简便有效的方法。 由于“基于FPGA的双口RAM”对我国嵌入式多CPU系统中CPU间的通信有重大影响，所以相关的研究比较多，综合起来主要是对“基于FPGA的双口RAM”背景下我国嵌入式多CPU系统中CPU间的通信所面临的机遇与挑战以及应对策略进行了论述。本文主要研究的是在现代智能控制系统中，因为信息量的增加和实时性要求的提高，经常需要对信息或数据的高速采集和处理，提高控制系统的信息处理能力，避免极易造成数据处理中的“瓶颈”现象，在嵌入式多CPU系统中，数据通信问题成为制约其性能提高的主要因素，然而基于FPGA的双口RAM的高速数据通信和共享能力为解决在双CPU通信中的问题提供了方便。 关键字：FPGA;双口RAM；双CPU；并行数据通信 Abstract Departure from the requirements of modern communication systems, a detailed study of pairs of RAM to achieve the dual-CPU high-speed parallel data communication. Pointed out the need to be addressed in the design of several key issues and gives the appropriate?solution. With the rapid development of electronic technology, a?large?number?of?high-speed?data acquisition and online test to mention higher demands on the modem industrial control systems and instrumentation functionality and performance, CPU working parallel pairs of single-chip systems to be widely used. In order to make the two microcontrollers to quickly and efficiently exchange information to make full use of system resources. Dual port RAM memory sharing is more popular high-capacity high-speed FPGA devices with high integration, small size flexible and reconfigurable experimental risk of small advantages. More widely used digital circuit design using an FPGA device storage devices and electrical interface matching circuit solutions has become a mainstream opt