强激光与粒子束
2020, 32(4): 043202
北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
针对SpaceWire数据通信的特点，提出一种实现SpaceWire接口卡的方法。通过对SpaceWire总线技术和PCIe总线技术的研究，提出以RMAP_IP核为基础，利用 PCIe实现SpaceWire节点设备与星载主机的通信。重点介绍了SpaceWire接口卡硬件设计的方案，同时自主研制了驱动程序与应用程序对该方法进行了验证。实验表明：该接口卡具有设计简单、尺寸小、应用范围广，以及低功耗等特点，可以实现SpaceWire设备和上位机进行通信的功能，并可用来对SpaceWire网络通信状况进行实时监测。
IP核 PCIe PCIe RMAP RMAP SpaceWire SpaceWire IP core
1 长春理工大学 电子信息工程学院, 吉林 长春 130022
2 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
为了实现瞬态信号集中式测量系统数据的实时传输, 设计了基于PCIe总线接口的瞬态信号集中式测量系统。瞬态信号集中式测量系统PCIe总线接口的设计包括PCIe从设备设计和PC机驱动设计, 本文仅对该系统PCIe接口的PC机驱动进行研究。PCIe总线的PC机驱动程序采用NI公司的NI-VISA和LabWindows开发环境设计, 首先采用NI-VISA Driver Wizard软件配置PCIe设备相关信息和中断检测寄存器, 生成INF驱动配置文件, 接着使用LabWindows软件通过NI-VISA相关库函数对PCIe设备进行初始化和DMA数据传输设计, 最后完成对PCIe总线的PC机驱动验证。实验结果表明: 采用NI-VISA和LabWindows开发环境设计的PCIe总线驱动传输速率可以达到300 MB/s。NI公司的NI-VISA和LabWindows开发环境设计的PCIe总线驱动, 不仅满足瞬态信号集中式测量系统的数据传输要求, 而且降低了PCIe总线的开发难度, 缩短了开发周期。
瞬态信号 集中式测量系统 transient signal centralized measurement system PCIe PCIe VISA VISA LabWindows LabWindows
中航工业北京长城计量测试技术研究所, 北京 100095
设计并实现了一种基于PCIe高速总线接口的飞秒激光测距回波信号采集系统。该系统以FPGA为控制核心, 集成了数据高速采集、数据高速存储和PCIe高速DMA传输控制。设计了PCIe接口传输驱动和上位机程序。通过系统测试, 验证了该系统性能稳定、功能完备。将飞秒激光测距中的多种设备集成在一块FPGA板卡中, 提升了系统的集成化。
飞秒激光 高速采集 PCIe PCIe FPGA FPGA femtosecond laser high speed data acquisition
华中光电技术研究所—武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430223
在光电系统中,为了获得更高质量的光电图像,需增加传感器数量、提高传感器分辨率等,这使得光电图像采集系统采集的数据量剧增。为满足对大量光电图像数据的高速采集及实时显示,提出一种基于PCIE接口的光电图像采集系统,该系统以FPGA作为控制核心,利用专用桥接芯片PEX8311实现PCIE协议,采用模块化设计思想,并预留丰富拓展接口。测试结果表明,单通道采集实时光电图像数据与主机通讯实际速率达到170 MB/s,超出PCI理论带宽132 MB/s约30%,能解决传统基于PCI接口的系统数据传输带宽不足等问题。
光电系统 光电图像采集 PCIE接口 实时性 通讯带宽 electro-optical system photoelectric image acquisition PCIE interface real-time communication bandwidth
华中光电技术研究所—武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430223
在多路图像传输领域,系统对于图像的传输速率有很高的要求。针对目前的反射内存卡传输速率只有2.125 Gb/s的现状,不能完成多路高清图像传输的要求。依据Virtex-7 FPGA高速串行模块GTX接收器的线速度高达12.5 Gb/s的原理,设计了一种高速光纤反射内存卡,同时该板卡与主机通讯采用PCIE接口,能够实现高清图像到主机的高速传输。结合PLXMon软件对板卡的通信情况进行测试,测试结果表明外界可以向板卡存储写入数据,同时板卡可与主机进行通信。该板卡的设计可以应用于大规模高清图像传输领域。
反射内存卡 PCIE接口 光纤 控制器 reflective memory card PCIE interface fiber controller
串行的PCIe接口是第３代I/O互连标准，具有高速率和高带宽等特点，克服了传统PCI总线在系统带宽、传输速度等方面的固有缺陷，具有很好的应用前景。使用FPGA来设计基于PCIe总线的数据传输，可以降低硬件的设计成本，提高硬件集成度的同时还能利用FPGA的可编程特性提高设计的灵活性与适应性。在对PCIe总线、FPGA内嵌PCIe硬核结构以及PCIe传输报文进行简要概述的基础上，提出了一种在FPGA内嵌PCIe硬核的基础上实现DMA传输的解决方案，较为详细地阐述了设计方案，对设计进行了评估与分析，并给出了传输带宽的测试结果。
数据传输 PCIe总线 IP硬核 data transmission FPGA FPGA PCIe bus DMA DMA IP hard core
1 中国科学院光电技术研究所, 成都 610209
2 中国科学院大学, 北京 100049
应用于航空的记录系统, 要求具有比地面系统更高的可维护性和可靠性, 体积和功耗也有严格的限制。针对这些要求, 本文提出了基于ATR 加固结构的嵌入式NAND Flash 图像记录系统。系统采用CPCIE 3U 规范设计, 置于1/2 ATR 机箱内, 增强了系统的可靠性和可维护性。通过引入SRIO 高速总线和NAND Flash 存储阵列, 解决了数据的高速实时记录。在此基础上, 详细阐述了系统各板卡的设计。实验结果表明, 该记录系统运行稳定可靠, 记录速度达到912 MB/s, 满足高分辨率航空CCD 相机的记录要求。
记录系统 NAND Flash 存储阵列 坏块管理 recording system NAND Flash recording arrays SRIO SRIO PCIE PCIE invalid block management
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春130033
2 中国科学院大学,北京100049
3 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 航空光学成像与测量重点实验室, 吉林 长春130033
为了满足多个设备实时处理传输高速图像数据的需求, 介绍了利用Virtex-6 FPGA设计实现高速实时多端口图像处理系统的原理和方法。通过Chipscope工具采样输入输出数据, 验证了系统的可行性和可靠性, 并分析计算出系统速率和其他主要时间参数。实现了相机采集、PCIe输入输出以及DVI输出等功能, 实验结果显示高速实时多端口图像处理系统具有集成度高、传输带宽高、功耗低等优点。在实时图像处理领域具有很高的实用价值。
实时 多端口 图像 FPGA FPGA real-time multiport PCIe PCIe image
电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室， 四川 成都 610054
介绍了一套自制高效的红外焦平面器件性能参数测试系统，建立了包括控制模块、辐射源、UFPA模块、信号采集模块和上位机程序在内的测试平台，分析了该系统平台的关键技术.系统可实现实时的数据采集，同时对RMS噪声、非均匀性、响应率、探测率、噪声等效功率和噪声等效温差等关键参数进行快速有效的计算分析，并能准确统计出盲元的数量和位置，分析、评估和存储器件每个像元的性能参数.
红外焦平面 测试系统 infrared focal plane array (IRFPA) test system PCIE PCIE
