《电子技术应用》
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基于UltraScale架构FPGA的DDR3用户接口优化系统
电子技术应用
文丰,李晴爽,李辉景
中北大学 电子测试技术国家重点实验室, 山西 太原030051
摘要: 为满足高速传输系统领域对于实时、高速数据采集与缓存的需求,结合Xilinx 提供的基于UltraScale架构的XCKU060,在了解FPGA与DDR3相应节点的定义与特性的基础上,对其引脚进行合理分配连接,使其能够成功在IP核上运行使用。为了方便用户在软件方面的使用,在此基础上对其控制器接口引入读写FIFO和读写逻辑控制模块,优化了接口封装,并在VIVADO软件对读写过程进行测试。该方法可满足高速、大容量、实时数据的读写要求,充分发挥了DDR3存储的灵活性。 关键词:XCKU060;DDR3 SDRAM;读写方案优化;IP核应用;FPGA引脚分配;数据采集存储
中图分类号:TN919.3 文献标志码:A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.234079
中文引用格式: 文丰,李晴爽,李辉景. 基于UltraScale架构FPGA的DDR3用户接口优化系统[J]. 电子技术应用,2023,49(12):98-102.
英文引用格式: Wen Feng,Li Qingshuang,Li Huijing. DDR3 user interface solution based on UltraScale architecture FPGA[J]. Application of Electronic Technique,2023,49(12):98-102.
DDR3 user interface solution based on UltraScale architecture FPGA
Wen Feng,Li Qingshuang,Li Huijing
State Key Laboratory of Electronic Testing Technology,North University of China,Taiyuan 030051,China
Abstract: In order to meet the needs of real-time and high-speed data acquisition cache in the field of high-speed transmission system combined with Xilinx′s XCKU060 based on Ultrascale architecture, on the basis of understanding the definitions and characteristics of the node corresponding to FPGA and DDR3, this design allocates all the pins that connect them properly, and make them run successfully on IP cores. For the convenience of users in the use of software, based on the above, read-write FIFO and read-write logic control modules are introduced to the controller interface, optimizing its interface encap sulation.The read-write process is tested in VIVADO software. The method can meet the high speed, large capacity, real-time data read-write requirements, and take advantage of the flexibility of DDR3 storage.
Key words : XCKU060;DDR3 SDRAM;read-write scheme optimization;IP core application;FPGA pin assignment;data acquisition and storage

0 引言

随着现代数据存储采集技术的高速发展,在数据采集过程中对于数据处理的要求越来越高,在保证得到的数据可靠且不丢失的同时,更要求数据处理速度快、实时性强、稳定性高且功耗低。高速数据采集作为现代卫星通信、传感器及数据记录仪等应用设备的核心装置,要采用满足高带宽、大容量的高速存储设备。DDR是目前比较成熟的数据缓存技术[1]。

Xilinx UltraScale架构的高性能FPGA具有低功耗、高速DSP和高块RAM-TO-LOGIC比率的优点;同时还提供了大量的电源选项,在所需的系统性能和最小功耗之间提供了最优平衡;而且该芯片含有大量的高速差分线对GTH QUAD,可以很好地满足传输大量高速差分信号的要求。本课题将使用基于此架构的FPGA设计DDR3的读写操作。但DDR3不能直接被处理器访问,因此需要设计一款控制器来管理DDR3的正常读写[2-3]。


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作者信息:

文丰,李晴爽,李辉景

(中北大学 电子测试技术国家重点实验室, 山西 太原030051)




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