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PCIE工程bd上ddr3和xdma ip核通过axi connect.互联,数据怎么交互?

2024/10/26
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大侠好,欢迎来到FPGA技术江湖,江湖偌大,相见即是缘分。大侠可以关注FPGA技术江湖,在“闯荡江湖”、"行侠仗义"栏里获取其他感兴趣的资源,或者一起煮酒言欢。“煮酒言欢”进入IC技术圈,这里有近100个IC技术公众号。

今天给大侠带来在FPAG技术交流群里平时讨论的问题答疑合集(二十八),以后还会多推出本系列,话不多说,上货。

Q:有个pcie工程,bd上有ddr3和xdma ip核。通过axi connect.互联。数据怎么交互?

问下,xdma工作机制是啥,是怎么通过总线实现数据交互的。我这有个pcie工程,bd上有ddr3和xdma ip核。通过axi connect.互联。数据是怎么交互。

A:XDMA(Xilinx DMA)是一种高性能直接内存访问引擎,主要用于在不同设备之间实现高速数据传输

一、XDMA 的工作机制

XDMA 通常在 FPGA 中实现,它可以在主机(如 PC)和 FPGA 之间,或者在 FPGA 内部不同的 IP 核之间进行数据传输。其工作机制主要包括以下几个方面:

1. 命令解析:接收来自主机或其他控制模块的命令,解析命令以确定数据传输的方向、地址、长度等参数。

2. 地址生成:根据命令生成数据传输的源地址和目的地址。在与 DDR3 交互时,会生成 DDR3 的内存地址。

3. 数据传输控制:控制数据在总线(如 PCIe 总线)上的传输。它可以实现突发传输、分散/聚集传输等模式,以提高数据传输效率。

4. 状态反馈:向控制模块反馈数据传输的状态,如传输完成、错误等。

二、通过总线实现数据交互的方式

1. PCIe 总线:PCIe 是一种高速串行总线,XDMA 通过 PCIe 接口与主机连接。在数据传输时,XDMA 将数据打包成 PCIe 事务,并通过 PCIe 总线发送到主机或从主机接收数据。PCIe 总线提供了高带宽和低延迟的数据传输通道。

2. AXI 总线:在 FPGA 内部,XDMA 通常通过 AXI 总线与其他 IP 核(如 DDR3 控制器)进行连接。AXI 是一种高性能、低延迟的总线协议,支持多种数据传输模式,如突发传输、非对齐传输等。

三、在你的工程中的数据交互过程

在你的 PCIe 工程中,数据交互过程如下:

1. 当主机需要向 FPGA 中的 DDR3 写入数据时,主机通过 PCIe 总线将数据发送给 XDMA。

2. XDMA 接收到数据后,通过 AXI Connect 将数据转发给 DDR3 IP 核,DDR3 IP 核将数据写入 DDR3 内存。

3. 当 FPGA 需要读取 DDR3 中的数据并发送给主机时,DDR3 IP 核通过 AXI Connect 将数据发送给 XDMA。

4. XDMA 将数据打包成 PCIe 事务,并通过 PCIe 总线发送给主机。

总结一下,XDMA 通过 PCIe 总线与主机进行数据交互,通过 AXI 总线与 FPGA 内部的其他 IP 核进行连接,实现了高速数据传输。

Q:FPGA数字信号处理问题,这样处理可行吗?

在做项目的时候遇到一个问题,求大佬们解答一下

要求对频率范围为5Hz到5000Hz的三路振动信号进行采集,打算用一块AD复用三个通道来进行采集,采样频率打算用60KHz,那么每通道的实际采样频率是不是就是20KHz呢?这样是不是就能满足每通道采样频率为信号频率的4倍呢?

对采集到的信号进行fft处理,以得到指定频率点的幅度值,指定的频率点都集中在200Hz以内,且都精确到了小数点后一位,也就是说频率分辨率得是0.1才能将这些信号区分出来,这样的话fft点数得是20K*2/0.1 ,达到了40万以上(不知道我这样算对不对),那么fpga是不是没办法做了呢,我看7系fpga的fft ip核最大点数也就到65536。

如果我将采集到的数据通过一个数字滤波器,将200Hz以上频率的信号全部滤除,再做fft,这样可处理可行吗?

A:以下是对问题的分析以及给出的一些小建议,仅供参考:

一、关于采样频率分配

如果用一块 AD 复用三个通道进行采集,采样频率为 60kHz,理论上平均分配给三个通道时,每通道的实际采样频率约为 20kHz。但在实际应用中,由于复用的方式可能会引入一些不确定性,不能简单地认为完全平均分配。对于频率范围为 5Hz 到 5000Hz 的信号,一般来说,采样频率为信号最高频率的 2 倍以上就能较好地还原信号,但为了更好的效果通常取 4 倍及以上。在这种情况下,20kHz 的采样频率对于 5000Hz 的信号满足了 4 倍的关系。

二、关于 FFT 点数计算

对于频率分辨率的计算方法基本正确。如果要区分出精确到小数点后一位且集中在 200Hz 以内的频率点,频率分辨率为 0.1Hz 时,根据采样频率和频率分辨率的关系(采样频率/FFT 点数 = 频率分辨率),FFT 点数确实需要达到 20kHz/0.1 = 200000,远超过一般 FPGA 的 FFT IP 核最大点数。

三、关于数字滤波后再做 FFT

这种方法在一定程度上是可行的。通过数字滤波器将 200Hz 以上频率的信号滤除,可以降低数据量和处理复杂度。但需要注意以下几点:

1. 数字滤波器的设计要合理,确保能够有效地滤除不需要的频率成分,同时对 200Hz 以内的信号影响最小。

2. 滤波后的信号可能会出现一些失真或相位变化,需要评估这些影响对最终结果的准确性。

3. 即使经过滤波,FFT 的点数仍然可能比较大,需要进一步优化算法或考虑其他处理方式,比如分段处理再拼接结果等。

总之,这种处理方法有一定的可行性,但需要仔细设计和验证各个环节,以确保满足项目的要求。

Q:关于单片机项目的疑问,有人能解答一下吗?

目前大一,自学了51,不能说都会了 ,但还是不想只停留于买的现成的开发版,想自己做一些简单的项目,应该怎么入手呢?电路设计怎么自己搞,还有什么知识要学吗 求推荐路线

各位佬给给意见谢谢谢谢谢谢。

A:对于大一的你来说,有这样的想法以及学习热情非常好。以下是一些入手单片机项目的建议和学习路线:

一、确定项目目标

首先,选择一个简单的项目目标,例如:

1. 制作一个数字时钟,显示时间并具备设置时间的功能。

2. 设计一个温度传感器读取系统,能够实时显示温度值。

3. 制作一个简单的音乐播放器,能够播放几首预设的音乐。

二、学习电路设计基础知识

1. 了解电子元件:

• 学习常见的电子元件,如电阻电容电感二极管三极管等的基本特性和用途。

• 掌握如何识别元件的参数和规格,以及如何选择合适的元件。

2. 学习电路原理图绘制:

• 掌握使用电路设计软件,如 Altium Designer、Eagle 等绘制电路原理图的方法。

• 了解电路符号和连线的规范,能够正确地绘制出简单的电路原理图。

3. 学习 PCB 设计:

• 了解 PCB(印刷电路板)的制作流程和基本原理。

• 学习使用 PCB 设计软件,如 KiCad、PADS 等设计简单的 PCB 板。

三、学习单片机编程知识

1. 深入学习 51 单片机编程:

• 进一步掌握 51 单片机的内部结构和工作原理。

• 学习使用 C 语言或汇编语言进行单片机编程,掌握常见的编程技巧和算法。

• 学习如何使用单片机的定时器、中断、串口通信等功能模块。

2. 学习其他单片机平台:

• 了解其他常见的单片机平台,如 Arduino、...

今天先整理三个问题答疑,后续还会持续推出本系列。

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任何技术的学习就好比一个江湖,对于每一位侠客都需要不断的历练,从初入江湖的小白到归隐山林的隐世高人,需要不断的自我感悟自己修炼,让我们一起仗剑闯FPGA乃至更大的江湖。