【FPGA学习】乒乓操作

最新推荐文章于 2024-05-28 15:22:43 发布

原创最新推荐文章于 2024-05-28 15:22:43 发布 · 1.3k 阅读

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乒乓操作是一种串并转换操作，将串行的数据流分成多股数据流，数据流压力最大的环节在进入分流端和出口汇流端。

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【FPGA设计】乒乓操作

qq_45355365的博客

07-25

1875

乒乓操作是一种常见的FPGA设计技巧，主要用于数据流的控制和优化。这种技术利用两个缓冲区（或者两个状态）来交替存储和处理数据，从而提高系统的效率和吞吐量。

FPGA图像处理—乒乓操作

qq_52487591的博客

05-11

622

乒乓操作是一种双缓冲技术，用于高效处理数据，特别是在FPGA多通道相机图像处理中。它通过两个交替使用的缓冲区实现：一个缓冲区接收数据时，另一个缓冲区进行数据处理，从而避免数据时序错乱。然而，2Bank乒乓操作存在等待时间问题，影响DDR2缓存效率。为此，4Bank乒乓操作被提出，通过增加缓冲区数量减少等待时间，实现更高效的数据处理。代码部分展示了乒乓操作的实现，包括写端和读端的状态机控制。最终结果表明，4Bank乒乓操作在多通道图像处理中显著提升了效率。

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fpga两片ram的乒乓操作

09-20

两片ram的乒乓操作，quartus 18.1的工程文件，包括testbench。

FPGA实现“乒乓操作”

apple_53311083的博客

09-11

6491

“乒乓操作”是一种常用于数据流控制的处理技巧，可以实现无缝高速数据流缓存。乒乓ram结构：这种结构是将输入数据流通过输入数据选择单元等时地将数据流分配到两个数据缓冲区。通过两个数据缓冲区的读和写的切换，来实现数据的流水式传输。

FPGA 乒乓操作

Bunny9__的博客

09-17

5047

FPGA 乒乓操作乒乓操作是一个主要用于数据流控制的处理技巧，典型的乒乓操作如下图所示外部输入数据流通过“输入数据选择控制”模块送入两个数据缓冲区，数据缓冲模块可以为任何存储模块，比较常用的存储单元为双口RAM(Dual RAM)、SRAM、SDRAM、FIFO等在第一个数据缓冲周期，写“数据缓冲1”模块在第二个数据缓冲周期，读“数据缓冲1”模块，写“数据缓冲2”模块在第三个数据缓冲周期，写“数据缓冲1”模块，读“数据缓冲2”模块 . . . . . 这里就用到了乒乓操作完成数据的无缝缓冲和处理

FPGA之乒乓操作

qq_44985628的博客

07-11

285

FPGA之乒乓操作

FPGA---------乒乓操作

dxz44444的博客

04-30

983

1.乒乓操作原理　　乒乓操作是一个主要用于数据流控制的处理技巧，典型的乒乓操作如图所示：外部输入数据流通过“输入数据选择控制”模块送入两个数据缓冲区中，数据缓冲模块可以为任何存储模块，比较常用的存储单元为双口RAM（Dual RAM），SRAM，SDRAM，FIFO等。在第1个缓冲周期，将输入的数据流缓存到“数据缓冲1”模块，在第2个缓冲周期，“输入数据...

浅谈FPGA的乒乓操作

zhuyi123456789的博客

04-14

8222

乒乓操作是FPGA设计中经常用到的设计思想，常用于需要提高数据效率的地方。其主要特点有： 1、实现数据的无缝缓冲和处理； 2、可节约缓冲区空间； 3、可实现低速模块处理高速模块。典型的乒乓操作原理如下图：如图所示： T1时刻，DATA_T1存入buffer 1； T2时刻，buffer 1已被写满，DATA_T2存入buffer 2，同时buffer 1将DATA_T1送至运...

FPGA乒乓操作

weixin_43431185的博客

02-29

1494

使用IP，生成工程需要的时钟信号：50MHz与25MHz，其中 50MHz为RAM写入时钟信号，25MHz为RAM读取时钟信号。

FPGA-乒乓操作

zazazaz1的博客

12-23

7538

乒乓操作开发环境 ISE14.7、verilog、spartan6 实验目标使用两个读写时钟不同的双口RAM实现低速模块处理高速数据的乒乓操作.循环产生0-99和100-199两个数据包，输入时钟为50MHz输出时钟为25MHz 理论学习外部输入数据流通过输入数据流选择单元将数据流输入到数据缓存模块，比较常用的存储单元有双口RAM，FIFO，SDRAM等。在第一个缓冲周期，数据流通过“输入数据流选择单元”将数据写入“数据缓冲模块1”。写完之后进入第二个缓冲周期，在第二个缓冲周期数据流通过“输入数据流

FPGA 设计的常用思想与技巧（一）：乒乓操作

风中少年的博客

10-22

4825

本文讨论的四种常用FPGA/CPLD设计思想与技巧：乒乓操作、串并转换、流水线操作、数据接口同步化，都是FPGA/CPLD逻辑设计的内在规律的体现，合理地采用这些设计思想能在FPGA/CPLD设计工作种取得事半功倍的效果。FPGA/CPLD的设计思想与技巧是一个非常大的话题，由于篇幅所限，本文仅介绍一些常用的设计思想与技巧，包括乒乓球操作、串并转换、流水线操作和...

FPGA_乒乓操作

curry的博客

10-23

1503

乒乓操作是一个经常用于数据流控制的处理技术，具有节约缓冲空间、对数据流无缝处理等特点。乒乓操作还可以实现低速模块处理高速数据，这种处理方式可以实现数据的串并转换，就是数据位宽之间的转换，是面积与速度互换原则的体现。乒乓操作过程：外部输入数据流通过输入数据流选择单元将数据流输入到数据缓存模块，比较常用的存储单元有双口RAM，FIFO，SDRAM等。在第一个缓冲周期，数据流通过“输入数据流选择单元”将数据写入“数据缓冲模块1”。写完之后进入第二个缓冲周期。

FPGA中的乒乓操作

qq_43433724的博客

05-28

1316

输入选择单元负责将数据送到数据缓冲模块，然后输出选择单元负责读取数据缓冲模块的数据，实现在向数据缓冲模块1写入数据的同时，读取数据缓冲模块2的数据；在向数据缓冲模块2写入数据的同时，读取数据缓冲模块1的数据，以此来让数据不简单的流入后续模块。

【FPGA】：乒乓操作

weixin_43778388的博客

07-08

308

乒乓操作

FPGA中的乒乓操作思想

weixin_51557980的博客

03-15

2918

乒乓操作的思想乒乓操作主要是为了处理，输入时钟和输出时钟不匹配的问题，也可以算跨时钟处理对于乒乓操作我主要参考了野火的文档，以及下面这篇文章彻底弄懂乒乓操作与并行化_快，快去救列宁！的博客-优快云博客_乒乓buffer 下面开始进入正文比如假如我现在要处理一系列的数据，数据的输入时钟是100M，但是输出数据的时钟受外部的设备限制，只能有50M时钟，那么也就是说，在相同的时间内，输入了100个数据，而此时我们只能输出50个数据的处理结果，那么只会导致未处理的数据越来越多。那么怎么处

FPGA基于双端口RAM的乒乓操作

坚持

09-22

3761

如果需要重读，需要用ram，如果不需要重读的话就用FIFO 双buffer不太好实现错误重传机制！！！！双buffer作用： 1、跨时钟域 2、完成数据位宽转换 3、完成数据缓冲双buffer缓冲操作示意图，在操作工程中存在两个clock1 和clock2，但是输入输出的传输带宽不能相差太大，会出现数据覆盖的现象双buffer缓冲操作示意图，在操作工程中存在两个clock1 和c...

FPGA中乒乓操作的作用

最新发布

08-21

<think>嗯，用户问的是FPGA中的乒乓操作的作用。首先，我需要确认乒乓操作的基本定义和应用场景。乒乓操作通常用于数据流处理，通过双缓冲机制来提高效率。用户可能是在学习FPGA设计，或者在实际项目中遇到了数据处理效率的问题。他们可能希望了解乒乓操作如何解决这些问题，或者如何应用到自己的设计中。接下来，我需要详细解释乒乓操作的原理，比如两个缓冲区交替使用，一个写入时另一个读取，从而避免冲突。还要提到它的主要作用，比如提高吞吐量、降低延迟、资源优化等。可能还需要举例说明应用场景，比如图像处理、通信系统中的数据缓存，以及高速ADC/DAC的数据传输。这些例子能帮助用户更好地理解实际应用。另外，用户可能想知道乒乓操作的具体实现方式，比如状态机控制，或者如何用HDL代码实现。虽然用户没有直接问代码，但提供一个简单的Verilog示例可能会有帮助。还要考虑用户可能的疑问，比如乒乓操作和普通缓冲的区别，或者在什么情况下使用乒乓操作更有效。需要对比说明，强调乒乓操作的优势。最后，确保回答结构清晰，分点列出作用，并给出应用实例和实现要点。相关问题部分需要涵盖配置、优化、资源管理等方面，帮助用户进一步深入理解。</think>乒乓操作（Ping-Pong Operation）是FPGA设计中一种经典的**双缓冲（Double Buffering）技术**，其核心作用是通过**交替访问两个缓冲区**，实现数据流的连续处理，避免传统单缓冲导致的阻塞问题。以下是其具体作用及实现逻辑： --- ### **1. 核心作用** #### （1）**消除数据处理空闲期** - **原理**：通过两个缓冲区（Buffer A和Buffer B）交替工作，一个缓冲区写入数据时，另一个缓冲区并行处理或输出数据。 - **效果**： - 例如在图像处理中，Buffer A接收新帧数据时，Buffer B输出上一帧处理结果，避免流水线阻塞。 - 吞吐量提升可达 **2x**（理想情况下）。 #### （2）**降低系统延迟** - **传统单缓冲问题**：数据写入完成后才能开始处理，导致处理延迟（Latency = 写入时间 + 处理时间）。 - **乒乓优化**： - 写入与处理并行化，延迟仅取决于较长的阶段（如处理时间 > 写入时间时，延迟 ≈ 处理时间）。 #### （3）**资源利用率优化** - **复用逻辑单元**：处理逻辑（如滤波、FFT）只需设计一份，通过切换缓冲区地址即可复用。 - **节省存储资源**：相比多缓冲方案，仅需双倍存储资源，避免资源浪费。 --- ### **2. 典型应用场景** #### （1）**图像/视频流处理** - **示例**： - 输入帧写入Buffer A → Buffer A处理完成后切换至Buffer B写入新帧，同时输出Buffer A处理结果。 - 应用于实时去噪、缩放、编解码等场景。 #### （2）**通信系统数据缓存** - **示例**： - 高速串行接口（如PCIe、RapidIO）接收数据包 → 乒乓切换缓冲区以避免DMA中断导致的丢包。 #### （3）**高速ADC/DAC数据传输** - **示例**： - ADC采样数据写入Buffer A → Buffer B向DAC发送处理结果，实现连续波形生成。 --- ### **3. 实现逻辑与代码示例** #### （1）**状态机控制** ```verilog // 简化的乒乓操作状态机 reg [1:0] state; parameter IDLE = 2'd0, WRITE_A = 2'd1, PROCESS_A = 2'd2, WRITE_B = 2'd3, PROCESS_B = 2'd4; always @(posedge clk or negedge rst_n) begin if (!rst_n) state <= IDLE; else case (state) IDLE: if (start_signal) state <= WRITE_A; WRITE_A: if (write_done) state <= PROCESS_A; PROCESS_A: if (process_done) state <= WRITE_B; WRITE_B: if (write_done) state <= PROCESS_B; PROCESS_B: if (process_done) state <= WRITE_A; endcase end // 缓冲区地址切换逻辑 assign buffer_addr = (state == WRITE_A || state == PROCESS_A) ? buffer_a_base : buffer_b_base; ``` #### （2）**双端口RAM或FIFO实现** - **双端口RAM**：一个端口写入（PL侧），另一个端口读取（PS侧或处理模块）。 - **FIFO替代方案**：若数据顺序严格，可使用异步FIFO替代乒乓缓冲。 --- ### **4. 关键设计要点** - **缓冲区大小匹配**：需确保缓冲区容量 ≥ 单次数据处理单元（如一帧图像、一个数据包）。 - **同步与握手**：写入与处理阶段需通过握手信号（如`write_done`, `process_done`）避免数据覆盖。 - **地址生成逻辑**：需动态切换缓冲区基地址，可结合AXI Stream或自定义协议实现。 --- ### **5. 乒乓操作 vs 其他缓冲技术** | **对比维度** | **乒乓操作** | **单缓冲** | **多缓冲（N>2）** | |--------------------|-----------------------------|-----------------------------|-----------------------------| | 吞吐量 | 高（并行化读写） | 低（串行读写） | 中（需调度开销） | | 资源占用 | 双倍存储资源 | 单倍存储资源 | N倍存储资源 | | 适用场景 | 实时流处理 | 非实时或低速场景 | 复杂调度需求（如多通道处理）| | 实现复杂度 | 中（状态机控制） | 低 | 高（需仲裁逻辑） | --- ###