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FPGA_小田老师的博客

【十年FPGA实战专家,帮你搞定接口逻辑与国产化替代】 [擅长]:DDR4/PCIE等高速接口时序闭环 | UART/CAN/SPI等嵌入式总线 | 基于xlinx、Altera和国产FPGA(高云/复旦微等)的系统设计。

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原创 《FPGA系统:总线接口及Xilinx IP核》专栏导览:从基础到架构的顿悟

这个专栏聚焦于FPGA开发中最核心的两个基础:总线接口协议和Xilinx IP核的使用。掌握这些内容,你将能够快速构建复杂的FPGA系统。

2025-10-29 09:45:24 917 3

原创 《Xilinx FPGA零基础入门》专栏导览:那些老师不教,但项目会考的“细节魔鬼”

90%以上的FPGA工程错误源于基础不牢。课本仅教授语法,而工程实践需要语境和禁忌知识。本专栏聚焦"语法之外,工程之内"的关键细节,包含模块有:硬件描述语言(包括always/assign、时钟复位、阻塞/非阻塞赋值等)、核心逻辑(计数器、状态机设计)、约束与时序(引脚约束、时序约束及解决方案),等等。通过解析这些工程实践中易被忽视的基础要点,帮助开发者避开常见陷阱,夯实FPGA开发基础。

2025-10-29 08:43:24 594

原创 《FPGA DDR3权威实战:从基础到高速故障录波系统》专栏导览:从不知所措到心中有数

本文是一份DDR3实战指南,作者从自身学习经历出发,分享了一套循序渐进的DDR3应用路线图。专栏包含12篇文章,从基础配置(MIG IP核、AXI总线)、仿真测试到实际项目应用(功能测试、性能测试),最后深入原生MIG接口实战,通过一个高速故障录播系统案例完整展示DDR3开发流程。文章特别强调实践性,旨在帮助读者系统掌握DDR3开发技能,避免作者当年踩过的坑。每篇都配有优快云链接,适合FPGA开发者按顺序学习参考。

2025-10-27 15:46:02 180

原创 FPGA实战项目:以多FPGA系统互联方案构建高性能分布式实时系统

本文专题探讨反射内存技术在分布式实时系统中的应用,重点介绍基于FPGA主控板+从板架构的Aurora通讯实现方案。文章系统性地呈现了反射内存技术的核心原理(确定性延迟、微秒级同步、透明访问)及其在航空航天等关键领域的优势。专题内容分为四大模块:整体方案设计、从板方案实现、路由板方案及开发调试记录,详细解析了AXI接口封装、数据处理优化等关键技术实现。通过本专题,读者将全面掌握反射内存系统的设计方法与实践经验,获得从硬件架构到软件开发的完整知识体系。该技术为要求确定性延迟的实时系统提供了高效解决方案。

2025-10-15 10:25:27 278

原创 Xilinx Aurora 8B/10B IP核(5):例化接口说明(多核共享时钟)

本文介绍了多Aurora IP核配置的关键要点:1)共享逻辑配置应选择"in example"模式并导入support文件;2)必须选择小端模式以保证AXI4-Stream兼容性;3)时钟分配策略:GT Clock和Init Clock共享,User Clock独立产生;4)复位信号处理需特别注意,输入GT_RESET_IN需保持至少10个时钟周期高电平(包含4周期去抖和6周期Aurora要求)。文章还建议精简未用信号,并详细分析了多IP核例化时的时钟共享和复位时序要求。

2025-11-24 10:35:11 316

原创 FPGA Debug:PCIE一直自动重启(link up一直高低切换)

摘要:针对FPGA中PCIE与Aurora协同工作时出现的链路不稳定问题,分析发现PCIE复位时序晚于Aurora导致冲突。在Xilinx7系列FPGA中,虽然两个功能模块使用独立Quad,但共享时钟资源可能受影响。实验表明当Aurora先复位会干扰PCIE参考时钟稳定性,引发链路训练失败。解决方案调整为先完成PCIE复位(等待100ms或linkup信号)再释放Aurora复位,确保时钟环境稳定。该案例揭示了多收发器系统中复位时序对时钟敏感模块的关键影响,建议严格遵循IP核初始化顺序要求。

2025-11-24 09:52:29 585

原创 FPGA Debug:PCIE XDMA没有Link up(驱动检测不到xilinx PCIE设备)使用LTSSM定位问题

摘要:本文分析了Xilinx PCIe设备无法被驱动扫描的问题。通过ILA抓取发现pcie_link_up信号始终为低。排查重点包括:1)确保使用正确的GTRef差分时钟;2)检查PCIE复位时序,建议延迟100ms以上释放复位;3)验证LANE约束是否正确;4)尝试降速至PCIE1.0x1。最终定位到LTSSM状态机卡在0x08(Lane顺序检测),发现主机TX端未使用AC耦合电容导致异常。更换为电容后,链路恢复正常,驱动成功识别设备。

2025-11-21 11:54:00 1090

原创 Xilinx Aurora 8B/10B IP核(4):gt_reset、reset、power_down与loopback信号深度解析

本文深入解析了FPGA高速通信中Aurora 8B/10B IP核的四个关键控制信号。gt_reset是收发器硬件复位信号,需保持6个init_clk周期,会完全中断链路;reset是协议引擎逻辑复位,需保持6个user_clk周期,可实现软复位。power_down用于低功耗模式,会关闭收发器电源,恢复需完整初始化流程。loopback提供三种环回测试模式,用于链路诊断。文章详细说明了各信号的操作时序、使用场景和系统复位集成方法,并给出了常见问题排查建议。

2025-11-16 07:00:00 1709

原创 Xilinx Aurora 8B/10B IP核(3):GT配置--逻辑Lanes vs 物理Quad

本文介绍了Aurora 8B/10B IP核中逻辑通道与物理通道的映射配置方法。主要内容包括:1)核心概念区分逻辑Lane与物理Quad,一个Quad包含4个物理收发通道;2)详解Lane Assignment表格功能,说明如何将逻辑通道分配到特定的物理Quad和Lane上;3)配置原则强调必须遵循硬件设计约束(PCB连接固定的GT引脚)和IP核逻辑需求;4)提供配置步骤示例,包括确定物理连接、设置Lane数量、进行分配等;5)以XC7K420T芯片为例说明查找对应QUAD的方法。

2025-11-15 07:00:00 1859

原创 FPGA语法基础(三):Verilog 位选择语法详解

Verilog位选择语法主要包括固定位置选择(data[3:0])和可变位宽选择两种形式。其中+:表示从起始位向上选择(word[0+:8]选择word[7:0]),-:表示向下选择。这种语法特别适合参数化设计,通过变量索引实现动态位选择,如A[i*32+:32]可根据i值选择128位数据中的不同32位段。关键特点是宽度必须为常量,编译时确定,但起始索引可以是变量。相较于传统[MSB:LSB]写法,这种语法在需要动态选择数据段时更具优势。

2025-11-14 14:31:37 571

原创 Xilinx Aurora 8B/10B IP核(2):Shared Logic的选择

本文介绍了Aurora IP核的共享逻辑(Shared Logic)配置选项。共享逻辑包括收发器公共模块、时钟缓冲与生成模块以及复位逻辑等必要资源。文章重点对比了两种配置方式:"共享逻辑在核心内"(Include Shared Logic in Core)和"共享逻辑在示例设计中"(Include Shared Logic in Example Design)。前者将共享逻辑封装在IP核内部,后者将共享逻辑提取到外部,更适合多实例场景。

2025-11-14 08:51:22 1030

原创 Xilinx Aurora 8B/10B IP核(1):时钟架构&线速率&Lane配置--使用与选择详解

摘要:本文深入探讨Xilinx Aurora 8B/10B IP核在FPGA系统中的配置策略。重点分析了四种关键时钟架构(GT参考时钟、INIT时钟、DRP时钟和User时钟)的功能特性,详细阐述了线速率选择的黄金法则和带宽计算方法,通过24KB数据传输案例对比了单Lane与多Lane配置的性能差异。文章提出分阶段实施建议,最终推荐2-Lane@2.5Gbps作为最优方案,强调设计应遵循稳健性、可扩展性、经济性和可调试性原则。

2025-11-13 14:53:50 1607

原创 FPGA语法基础(二):SystemVerilog 数组清零方法详解

SystemVerilog数组清零方法总结:本文详细介绍了SystemVerilog中各类数组的清零技术,包括基础数组(default赋值和重复模式)、动态数组(重新分配/delete方法/循环)、关联数组(delete操作)、队列(delete/赋空值)和多维数组(嵌套default)。重点展示了三种工程应用实例(FIFO、缓存控制器和可配置清零模块)及参数化清零函数等高级技巧。

2025-11-12 14:34:54 467

原创 FPGA语法基础(一):Verilog 数组清零方法详解

Verilog数组清零方法总结:本文介绍了多种Verilog数组清零技术。1)小数组使用单周期for循环;2)大数组采用多周期状态机;3)仿真测试使用initial块;4)RAM/缓存等模块提供专用清零设计。还介绍了条件清零、流水线优化等进阶技巧,并给出选择指南:16元素以下用单周期清零,16-64元素用多周期,64以上考虑流水线。不同方法在时钟周期、资源消耗上各有特点,需根据具体设计需求选择。

2025-11-12 13:44:18 533

原创 Xilinx FIFO Generate IP核(9):FIFO清空操作详解

本文探讨了Xilinx FPGA开发中FIFO存储器的两种清空方法。直接复位清空通过复位信号实现快速彻底清除,适用于大容量FIFO和错误恢复场景,但需严格时序控制;读取清空则通过持续读取直到FIFO为空,适合小容量FIFO和正常流程,可避免复位时序问题但耗时较长。文章建议根据数据量和应用场景灵活选择清空策略,对于大容量或紧急情况使用直接复位,小容量或常规操作采用读取清空,并强调复位脉冲宽度、状态监控等实践要点,为FPGA设计提供优化方案。

2025-11-11 14:40:25 910

原创 Vivado报错:[Opt 31-67] Problem: A LUT5 cell in the design is missing a connection on input pin I0

摘要:该报错显示设计中ALUT5单元的输入引脚I0缺失连接,可能是未连接或优化时被移除。错误定位路径为DUT/design_xdma_i/.../qual_reg[2]_i_11__0。由于Vivado未明确指明缺失来源,建议通过Run_Synthesis→Schematic界面,使用TCL命令select_objects获取目标单元,在CellProperties中检查I0引脚连接状态,并通过高亮路径反向追踪信号源头,从而精确定位未连接的具体位置。(149字)

2025-11-10 12:20:43 553

原创 I2C接口(2):IIC多主设备仲裁机制详解--从原理到Verilog实现

本文详细介绍了I2C总线多主设备仲裁机制及其Verilog实现。基于开漏输出的"线与"特性,I2C仲裁通过比较设备输出与总线实际电平解决冲突。文章给出了仲裁检测模块的完整Verilog代码,包括同步处理、仲裁失败判断及状态恢复逻辑,并展示了集成仲裁功能的I2C主控制器实现,涵盖地址传输、数据收发和时钟同步等关键功能。最后提出了地址分配策略和退避算法建议,为多主I2C系统设计提供了可靠解决方案。

2025-11-07 16:39:01 1026

原创 I2C接口(1):IIC协议深度解析---从基础到高级特性

本文全面解析了I2C总线协议,详细介绍了其基本特性:仅需SDA和SCL两根信号线即可实现多主从通信。重点阐述了包括起始/停止条件、数据传输时序在内的通信流程,以及三种基本传输模式。文章还深入分析了7位/10位地址寻址方式、特殊功能处理、不同速度等级(最高3.4Mbit/s)的特性差异,并对电气特性和信号完整性要求进行了说明。通过系统性的讲解,为嵌入式系统设计人员提供了完整的I2C协议实现指南。

2025-11-07 15:52:12 1949

原创 FPGA基础知识(十四):FIFO工作原理与基础概念

在FPGA和数字电路设计中,数据流管理是一个永恒的话题。当数据的生产者和消费者速度不匹配时,我们需要一个智能的缓冲机制来保证数据不丢失、不重复,这就是FIFO(First In First Out,先进先出)队列的价值所在。掌握FIFO的工作原理和设计技巧,是成为优秀FPGA工程师的必备基础。在实际项目中,一个稳定可靠的FIFO设计往往决定了整个系统的性能和可靠性。小田老师希望这篇基础概念解析能帮助你更好地理解和应用FIFO。

2025-11-06 07:00:00 806

原创 Xilinx FIFO Generate IP核(8):FIFO设计常见问题与解决方案

本文系统梳理了FPGA设计中FIFO使用的常见问题及解决方案,包括:1)空满信号处理问题,提出精确时序控制策略;2)时序收敛问题,给出高频操作和跨时钟域的优化方法;3)深度计算与资源问题,提供科学计算方法和资源优化建议;4)复位与初始化问题,设计稳健的复位方案;5)数据一致性问题,提出调试验证方法;6)系统化调试方法论,包括检查清单和性能监控。文章强调深度计算要保守、时序约束要完整、空满处理要稳健等关键设计原则,通过系统化方法确保FIFO稳定可靠运行。

2025-11-06 07:00:00 454

原创 Xilinx FIFO Generate IP核(5):FIFO吞吐率计算详解

本文详细解析了FPGA设计中FIFO吞吐率的计算方法。吞吐率指单位时间内传输的数据量,基本公式为"位宽×频率",但实际值需考虑效率因子(50-95%)。文中通过同步/异步FIFO实例演示计算过程,指出影响吞吐率的关键因素包括握手信号、工作模式和实现方式,并对比了Block RAM、Distributed RAM等不同实现的性能差异。同时提供DMA传输和网络处理两个实战案例,介绍FWFT模式等优化技巧,最后澄清了常见误区。

2025-11-05 07:00:00 693

原创 Xilinx FIFO Generate IP核(6):FIFO深度计算详解

本文系统阐述了FPGA设计中FIFO深度计算的关键要点。首先分析了FIFO深度计算的重要性,既要防止数据丢失又要避免资源浪费。通过基础公式(写速率-读速率)×突发时间,结合多个工程实例(如图像处理、网络缓冲等),详细说明了不同场景下的计算方法,包括位宽转换和安全余量的考量。同时提出了深度优化策略和验证方法,强调仿真与实际测试相结合。最后给出检查清单和经验法则:在确保安全的前提下平衡资源使用,通过理论计算和实际验证相结合,最终确定最优深度值。

2025-11-05 07:00:00 1932

原创 Xilinx FIFO Generate IP核(7):深入解析FIFO吞吐率与深度的关系

FPGA设计中FIFO吞吐率与深度的关系分析:吞吐率决定性能上限(单位时间传输量),深度确保稳定性(存储能力)。两者在连续数据流中弱相关,但在突发传输时强耦合。工程设计需先满足吞吐率要求,再根据突发特性确定深度,典型案例显示视频处理需中等深度(2048),网络传输需大深度(1024)应对峰值。常见误区是混淆吞吐率与深度的作用,实际设计中应使两者达到动态平衡。

2025-11-05 07:00:00 941

原创 Xilinx FIFO Generate IP核(2):四种实现方式详解--从资源消耗到应用场景

本文系统分析了Xilinx FPGA中四种FIFO实现方式的技术特点与选择策略:BlockRAM适合大数据量缓冲,资源占用少但频率较高;DistributedRAM适用于小容量灵活配置,消耗较多LUT资源;ShiftRegister基于SRL32E实现固定延迟,资源效率最高;Built-in FIFO为硬核实现,性能最优但灵活性最低。选择策略应综合考虑容量需求(BlockRAM适合>256深度)、性能要求(Built-in适合高速接口)、资源状况(ShiftRegister最省资源)和功耗预算(Bui

2025-11-04 07:00:00 1074

原创 Xilinx FIFO Generate IP核(3):读模式详解--标准FIFO vs FWFT模式

摘要: Xilinx FIFO Generator IP核提供标准FIFO和首字直通(FWFT)两种读模式。标准FIFO需通过rd_en触发读取,数据延迟1周期输出,适合精确流量控制场景;FWFT模式数据写入后自动出现在输出端口,实现零延迟读取,适用于低延迟处理和流水线设计。FWFT通过预取寄存器减少延迟,但增加少量资源开销。选择时,标准FIFO适合严格握手协议,FWFT则优化流水线效率。实际应用中需权衡延迟需求与资源消耗,现代设计多倾向FWFT以降低延迟。

2025-11-04 07:00:00 1453

原创 Xilinx FIFO Generate IP核(4):ECC、输出寄存器与电源门控详解

本文深入探讨了Xilinx FIFO Generator IP核中三个关键高级功能:ECC(错误校正码)、输出寄存器和电源门控的技术原理和应用场景。ECC功能通过汉明码等机制实现单比特错误纠正和双比特错误检测,适用于高可靠性系统;输出寄存器通过增加一级寄存器改善时序性能,适用于高频设计;电源门控则通过动态切断BlockRAM电源显著降低静态功耗,特别适合电池供电设备。文章通过Verilog代码示例和时序分析,详细说明了各功能的实现机制,并针对不同应用场景提供了配置建议,为FPGA设计中的FIFO优化提供了实

2025-11-04 07:00:00 876

原创 Xilinx FIFO Generate IP核(1):Native接口配置指南

本文深入解析Xilinx FIFO Generate IP核在Native接口模式下的配置方法。该IP核支持1-1024位数据宽度,提供Block RAM、Distributed RAM、Shift Register和Built-in FIFO四种实现方式,性能可达500MHz。详细介绍了时钟域选择、读写模式(标准/FWFT)、数据端口参数配置及状态标志设置等关键选项。

2025-11-03 17:11:35 1405

原创 FPGA基础知识(十三):衍生时钟约束---非整数分频时钟约束指南

本文介绍了FPGA设计中非整数分频时钟的约束方法。针对100MHz生成35MHz等分数分频场景,提出了两种主要约束策略:1)精确周期约束,推荐使用28.571428ns等精确计算值;2)分频系数约束,如采用20/7分频比。文章详细阐述了约束语法、工程示例和精度选择指南(一般3位小数足够),并提供了实用脚本和工程经验。建议保持约束一致性、文档化决策,并验证约束效果,以解决分数分频时钟带来的时序分析难题。

2025-11-03 09:40:11 710

原创 FPGA基础知识(十二):详解跨时钟域约束

本文深入探讨了FPGA设计中跨时钟域约束的关键技术。主要内容包括:1)阐述异步时钟带来的亚稳态风险及约束必要性;2)详解set_clock_groups和set_false_path等核心约束方法;3)提供多种实际应用场景的约束范例;4)强调同步器设计与约束的配合;5)分析常见陷阱及调试策略。文章指出,正确的跨时钟域约束能消除虚假时序违例,提高设计可靠性,是多时钟域FPGA设计的必备技能。通过系统性地应用这些约束技术,可构建更稳健的数字系统。

2025-11-03 09:39:57 1153

原创 AXI 4_FULL转AXI_Stream 流水线设计详解

本文提出了一种AXI4到AXI4 Stream的流水线设计方案,采用两级寄存器结构实现数据高效传输。第一级从AXI总线接收数据,第二级向Stream发送数据,通过valid/ready握手信号实现流量控制。设计采用条件判断确保数据按序传输,在背压情况下能暂停流水线但不丢失数据。该方案具有高吞吐率(理想情况下每周期传输1个数据)、低延迟(2周期)和良好的背压处理能力,硬件资源开销小,特别适合高速数据传输场景。关键设计点包括流水线推进条件判断、背压处理逻辑和数据一致性保证。

2025-10-30 17:17:28 91

原创 下行数据处理模块(DownFrame_PKG) v2.0:架构优化与流水线创新

本文介绍了v2.0版本硬件架构的优化方案,通过状态机简化、流水线设计和存储优化,显著提升了性能并降低了资源消耗。v2.0将9状态状态机精简为4状态格雷码编码,引入双级流水线实现2周期低延迟处理,采用流式处理替代大容量BRAM存储。仿真验证显示,该设计在保证功能完整性的同时,资源使用率降低70%以上,处理延迟仅2个时钟周期,为多FPGA互联系统提供了高效可靠的技术基础。

2025-10-30 17:17:12 67

原创 FPGA基础知识(十一):时序约束参数确定--从迷茫到精通

本文是FPGA基础知识系列第11篇,重点讲解FPGA时序约束参数的设置方法。详细介绍了输入/输出延迟的计算公式(需考虑外部器件参数和PCB走线延迟),时钟不确定性的组成要素(包括抖动、偏移等),并提供了两种约束参数确定方法:基于数据手册的精确计算和基于系统时序预算的分配策略。文章还列举了DDR3和RGMII接口的典型约束值示例,给出了约束完整性检查和参数敏感性分析的实用技巧。最后强调约束设置需要在设计安全性和性能之间取得平衡,建议采用系统化的计算方法结合工程经验来确定约束参数。

2025-10-30 10:26:21 475

原创 FPGA基础知识(十):深入理解建立时间与保持时间违例

本文通过舞蹈比喻生动解析FPGA时序设计中的建立时间和保持时间概念。建立时间如同舞者需在鼓点前做好准备,保持时间则需在鼓点后保持姿势。针对建立时间违例(组合逻辑过长、高扇出网络等)提出流水线拆分、寄存器复制等解决方案;对保持时间违例(直通路径、时钟偏移等)则采用插入延迟、时钟树优化等方法。文章还提供系统化修复策略和实用调试技巧,强调预防性设计的重要性。掌握这些时序概念和优化方法,能让数字电路设计如同完美编排的舞蹈般稳定流畅。

2025-10-30 10:26:00 957

原创 下行数据处理(DownFrame_PKG)模块v1.0版本设计记录

本文档记录了FPGA下行数据处理模块的初版设计。该模块作为多FPGA互联系统的核心组件,负责处理CPU数据并通过Aurora接口传输,支持Fast/Sync两种模式。采用9状态有限状态机控制流程,包含数据帧构建、地址计算、突发传输等功能。设计中因使用大容量数组和复杂逻辑导致LUT资源超标,后续将通过简化数据存储、优化状态机、减少中间存储等措施改进。文档详细记录了架构设计、工作流程、地址分配等内容,为后续优化版本提供参考依据,重点解决资源利用率问题。

2025-10-29 07:00:00 741

原创 FPGA基础知识(八):时序约束深度解析--从基础理论到工程实践

FPGA时钟约束是确保设计稳定性和性能的关键技术。本文系统讲解了时钟约束的完整知识体系,包括:1.时钟约束的必要性,涉及时序分析基本原理;2.主时钟、虚拟时钟和生成时钟的创建方法;3.时钟关系约束与时序例外处理;4.I/O延迟约束技巧;5.实战案例分析;6.调试方法和最佳实践。文章强调,正确的时钟约束能确保工具进行有效时序优化,是连接逻辑功能与物理实现的桥梁,需要掌握理论基础、工具使用和系统思维。通过规范的约束管理,可充分发挥FPGA性能潜力,实现高质量数字系统设计。

2025-10-28 09:47:44 822

原创 FPGA基础知识(九):时序约束常见问题与解决方案深度解析

本文深入解析FPGA时序约束中的常见问题及解决方案。针对建立时间违例,提出流水线设计、寄存器复制和物理约束优化等方法;对于保持时间违例,介绍增加数据路径延迟和优化时钟约束的技巧;在跨时钟域问题上,详细说明同步器设计和时序例外设置;针对I/O时序问题,给出源同步接口和DDR接口的精确约束方案。文章还涵盖块约束高级应用、调试工具与自动化脚本,以及多场景时序分析等高级技巧,最后总结调试流程和预防性设计建议,为FPGA工程师提供全面的时序约束优化指南。

2025-10-28 09:47:01 1366

原创 FPGA DDR3实战(十二):基于DDR3的高速故障录播系统(四)——原生MIG接口实战编程

《FPGADDR3权威指南:stream_mig模块设计与实现》摘要 本文详细解析了DDR3存储系统中关键的stream_mig模块设计,该模块实现了AXI-Stream协议与DDR3 MIG接口之间的高效协议转换。文章从模块接口定义、写/读数据通路设计到命令控制等方面展开,重点介绍了数据缓存机制、流控制状态机、连续读取优化等关键技术。模块支持102.4Gbps理论带宽,通过地址向量管理、FIFO保护等机制确保数据完整性,并采用流水线设计优化时序性能。该设计为高速数据采集系统提供了可靠的DDR3存储解决方案

2025-10-27 16:17:40 48

原创 FPGA DDR3实战(十一):基于DDR3的高速故障录播系统(三)—— 地址管理与故障定位机制

《FPGADDR3权威指南》系列第十篇重点解析了DDR3存储系统中的核心控制模块addr_config。该模块实现了数据地址管理、故障检测和读写控制等关键功能,具体包括:写路径为数据添加32bit地址信息并顺序递增;故障检测机制实时记录关键地址;读控制计算回读起始地址并解析数据流。文章详细介绍了地址添加策略、数据包计数、故障响应机制等技术细节,强调该设计实现了ms级时间精度和高吞吐量特性,为DDR3控制器与数据流之间提供了高效桥梁。

2025-10-27 15:26:23 369

原创 FPGA DDR3实战(十):基于DDR3的高速故障录播系统(二)—— 数据流转换与时钟域设计

《FPGADDR3权威指南》系列文章解析了DDR3设计中的关键模块stream_data_conver,该模块实现数据流的时钟域和位宽转换。写路径将125MHz/32bit数据转换为200MHz/512bit,读路径反向转换。模块采用异步FIFO(TX深度8192,RX深度1024)和Xilinx的axis_dwidth_converter IP核实现转换,确保AXI-Stream协议兼容性。设计需特别注意时序约束、亚稳态处理及数据完整性验证。该模块是连接前端与DDR3控制器的重要桥梁。

2025-10-27 14:01:07 279

原创 FPGA DDR3实战(九):基于DDR3的高速故障录播系统(一)—— 需求分析与架构设计

《FPGA DDR3权威指南》系列第九篇聚焦DDR3在故障录播系统中的应用。文章剖析了系统需处理1Gbps持续数据写入和精准故障回放的需求,在FIFO资源受限条件下,采用原生MIG接口实现最优性能。系统架构包含数据转换、地址配置、流接口转换和DDR3控制器四大模块,详细介绍了写入/读取路径设计、故障处理机制及MIG IP核配置要点。该方案展现了在工程约束下的技术权衡,为资源敏感型DDR3应用提供了参考范例。

2025-10-27 13:34:42 498

下行数据处理模块(DownFrame-PKG) v2.0版本程序:仿真和源码(AXI4-Full转AXI-Stream)

下行数据处理模块(DownFrame-PKG) v2.0版本程序:仿真和源码(AXI4-Full转AXI-Stream)

2025-10-30

下行数据处理(DownFrame-PKG)模块v1.0版本程序

https://blog.youkuaiyun.com/auroramatlab/category_13065872.html?spm=1001.2014.3001.5482该专题中从板的下行数据处理(DownFrame_PKG)模块v1.0版本程序

2025-10-28

基于JTAG-AXI-Master的DDR3全地址mapping自动化测试实战源码

资源描述: 本资源提供一套完整的DDR3地址空间自动化测试解决方案,基于Xilinx FPGA平台,通过JTAG to AXI Master实现无需外部设备的全地址读写验证。 核心功能: 完整的DDR3地址空间遍历测试(0x00000000 - 0xFFFFFFFF) 自动化递增数据生成与实时比对验证 Tcl脚本控制,支持一键启动、状态监控、错误报告 4个GPIO寄存器灵活配置测试参数(基地址、数据量、启停控制) 工程特色: 即插即用:包含完整源码、约束文件与Tcl脚本 全面可靠:测试4GB DDR3空间仅需<5分钟,确保每个地址读写一致性 状态可视:实时返回DONE/ERROR状态,支持ILA波形调试 架构清晰:模块化设计,包含AXI数据生成器、地址控制器、MIG DDR3配置 技术栈: 开发环境:Vivado 核心IP:JTAG to AXI Master, MIG DDR3 Controller, AXI data generate(自制ip) 验证方式:Tcl自动化脚本 + ILA在线调试 本资源适用于FPGA存储系统验证、产线测试、硬件可靠性评估等场景,为DDR3及其他存储设备的完整性测试提供标准化参考方案。

2025-10-22

Xilinx XC7A200T DDR3性能测试工程源码 - 吞吐率与延迟分析(基于ATG与APM)

资源描述: 本资源提供基于Xilinx 型号XC7A200T 的完整DDR3性能测试解决方案。工程采用专业的测试架构,通过AXI Traffic Generator (ATG)产生可控流量,结合AXI Performance Monitor (APM)实时监测,实现DDR3存储系统的全面性能分析。 核心功能: 吞吐率测试:精确测量DDR3读写带宽,支持不同数据模式(顺序/随机访问) 延迟分析:统计平均延迟、最大延迟、最小延迟,识别系统瓶颈 自动化测试:集成Tcl控制脚本,实现一键式性能测试与数据采集 工程特色: 专业测试架构:ATG + APM + MIG DDR3控制器黄金组合 全面性能指标:同时获取吞吐率、延迟、事务计数等关键参数 即插即用:完整Vivado工程,包含源码、约束、IP配置 可扩展设计:测试框架易于修改,支持自定义流量模式和测试参数 技术指标: 测试平台:Xilinx XC7A200T DDR3配置:4GB容量,64位数据总线 测试频率:200MHz 适用场景: DDR3存储器性能评估与瓶颈分析 系统架构优化与带宽验证 存储控制器IP核功能测试 FPGA内存子系统教学与研究 本工程为存储系统性能优化提供专业级的测试工具,帮助开发者深入理解DDR3在实际应用中的性能表现,为系统设计提供数据支撑。

2025-10-23

AXI总线性能分析实战工程:ATG和APM和BRAM联合仿真源码

资源描述: 本资源提供完整的Vivado仿真工程,实现AXI4总线性能的全面分析与测试。工程基于Xilinx FPGA平台,集成了三大核心IP核: 核心架构: AXI Traffic Generator (ATG):配置为High Level Traffic模式,生成可控的AXI4写数据流 AXI Performance Monitor (APM):实时监控AXI总线关键性能指标 AXI BRAM Controller:作为目标存储设备,接收并缓存测试数据 功能特性: 性能统计:精确测量传输事务数、总数据量、读写吞吐率 延迟分析:统计总延迟、最大延迟、最小延迟,识别系统瓶颈 可配置测试:支持不同数据模式(Video/PCIe/Ethernet)和传输参数 即插即用:提供完整仿真环境,包含测试脚本与波形配置文件 技术价值: 学习AXI总线性能监控与分析方法 掌握ATG与APM IP核的配置与联合使用 为系统架构优化提供量化依据 适用于FPGA系统验证、性能调优教学与研究 工程结构清晰,注释完整,适合FPGA开发者、学生及研究人员用于AXI总线性能分析与系统验证。

2025-10-22

JTAG to AXI Master IP核实战源码

本资源提供基于Xilinx JTAG to AXI Master IP核的完整FPGA调试实战工程,搭载详细的源码、约束文件与Tcl脚本,助力开发者快速掌握AXI总线调试与自动化测试的核心技术。 核心内容: 完整工程源码:基于米联客MK7160开发板(XC7K325T)搭建,集成JTAG to AXI Master、BRAM控制器与ILA调试核,实现AXI事务的生成与监控。 Tcl脚本实例:包含单次读写、突发传输、队列事务等经典场景的Tcl命令,可直接在Vivado中运行,验证硬件功能。 应用场景详解: FPGA硬件自验证:在PCIe等主设备联调前,通过JTAG注入测试向量,确保逻辑正确性。 AXI总线行为分析:结合ILA波形,深入解析AXI协议时序与状态机行为。 扩展基础:本工程为后续DDR3自动化脚本测试奠定基础,包含地址映射、事务队列管理等关键技术,可无缝扩展至高性能存储测试。 价值亮点: 即插即用:工程结构清晰,注释完整,支持快速移植到其他Xilinx平台。 实战导向:从IP配置、地址分配到脚本调试,覆盖全流程操作细节。

2025-10-21

基于AXI VIP的AXI-data-generate DDR3自动化测试仿真工程

本资源提供了一个完整的FPGA仿真工程,用于验证专为DDR3测试设计的AXI_data_generate模块。工程采用Xilinx AXI VIP作为主控,并使用AXI BRAM替代实际DDR控制器,构建了一个高效、易于使用的验证环境,非常适合学习和项目开发。 核心价值: 开箱即用的仿真环境:包含完整的Testbench、AXI VIP、控制模块和AXI BRAM,无需额外配置即可运行。 自动化测试流程:模块能够自动执行数据写入、回读和比对全过程,并通过状态标志(DONE/ERROR)实时报告结果。 灵活的配置接口:通过AXI GPIO提供清晰的寄存器接口,可轻松配置测试基地址、数据量(支持2^N字节格式),并控制测试启停。 工程亮点: 使用AXI BRAM简化仿真,在保证验证准确性的同时大幅提升仿真效率。 包含典型测试案例,演示如何连续执行多组不同地址的自动化测试。 结构清晰,代码规范,既是可直接使用的工具,也是学习AXI协议和验证方法的优质范例。 适用场景: FPGA/ASIC验证工程师需要快速构建AXI4总线测试环境 ​数字电路学习者希望深入理解AXI协议与自动化测试流程 ​项目开发中需要验证自定义AXI主设备的功能 本资源将帮助您快速掌握高速接口验证的核心方法,提升FPGA系统级验证的效率。

2025-10-20

AXI4-Lite可配置寄存器IP核(AXI-Reg) - Vivado源码及测试工程

这是一个基于AXI4-Lite总线的可配置寄存器IP核,专为FPGA设计中的寄存器配置需求而开发。该IP核具有以下特点: 核心特性: 支持1-8个可配置输出寄存器(写操作) 支持1-8个可配置输入寄存器(读操作) 32位数据宽度,符合AXI4-Lite标准 参数化设计,寄存器数量灵活可调 技术亮点: 智能端口显示,仅显示激活的寄存器接口 完整的AXI VIP仿真测试环境 经过充分验证的功能正确性 应用场景: 反射内存从板配置寄存器 外设控制寄存器映射 状态监控寄存器组 通用配置寄存器模块 资源包含完整的Vivado源码、IP封装文件、测试平台及仿真脚本,开箱即用,可直接集成到您的Vivado工程中。

2025-10-17

【FPGA DDR3实战】AXI4 Master自动化测试源码

本资源提供一套完整的AXI4 Master控制器源码,专门用于DDR控制器的自动化验证。基于实际工程需求设计,帮助开发者快速完成新板卡的DDR功能测试。 核心功能: 标准AXI4 Master接口,完美对接DDR控制器 状态监控,支持done/error信号指示 可配置测试参数(BaseAddress、TestSize) 技术特色: 采用模块化设计,结构清晰 完整的状态机控制,支持测试流程管理 可配置数据模式生成器 具有数据比对机制 资源包含: 完整的Verilog源码 适用场景: 新板卡DDR功能验证 地址映射完整性测试 数据一致性压力测试 FPGA+DDR系统稳定性评估 本资源可显著提升DDR测试效率,适合FPGA开发工程师、硬件验证工程师及电子相关专业学生使用。建议配合博客教程系列共同使用,以获得最佳效果。 立即获取源码,开启高效的DDR自动化测试之旅!

2025-10-14

基于AXI VIP的Xilinx DDR3 MIG IP核工程级仿真源码

资源描述 本资源提供了一个完整、立即可用的Vivado仿真工程,演示了如何使用 AXI Verification IP (VIP) 作为主设备,对 Xilinx MIG IP核 (DDR3控制器) 进行全面的读写验证。该工程是本系列技术文章的完整实现,是学习高级FPGA验证方法和掌握DDR3接口开发的绝佳实践模板。 核心价值 告别黑盒:摒弃了MIG Example Design中不可控的Traffic Generator,使用完全可编程的AXI VIP,赋予你最大的测试灵活性。 专业验证方法:展示了如何构建一个工程级的验证环境。 最佳实践模板:代码结构清晰,注释详尽,可作为你后续项目中验证类似AXI总线接口的参考模板。 资源内容 本仓库包含以下内容: Vivado 工程 (project/) 使用 Vivado 2019.2 创建。 包含完整的Block Design,集成了 AXI VIP (Master模式)、MIG IP核、时钟与复位处理。 测试平台 (sim/) sim_tb_top.sv:顶层测试平台,实例化了设计顶层与DDR3仿真模型。 已正确设置仿真源,无需手动添加。 功能包括: 等待DDR3初始化完成 (init_calib_complete)。 顺序写入与回读验证:向地址写入数据并验证,用于基础功能检查。 适用人群 正在学习 AXI4 总线协议 的 FPGA 工程师/学生。 需要对自己的 DDR3 MIG 设计 进行深度验证的开发者。 希望从基础的Testbench编写过渡到使用 专业验证IP (VIP) 的初学者。 对 FPGA 系统级验证 感兴趣的研究人员。

2025-10-09

AXI-VIP+AXI-BRAM实例代码

AXI-VIP+AXI-BRAM实例代码

2025-10-03

FPGA验证利器:全方位解析AXI Verification IP (AXI VIP)

FPGA验证利器:全方位解析AXI Verification IP (AXI VIP)

2025-10-03

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