控制器

Virtex6 FPGA的eMMC控制器设计

张耀军,孙铭,王锏 西安电子科技大学 电子信息攻防对抗与仿真重点实验室

摘要: 介绍了eMMC芯片的技术特点、工作原理,以及控制器的设计方案。该设计基于Xilinx公司的Virtex6系列FPGA芯片,实现了控制器的设计方案,并给出了仿真结果,验证了该设计方案的可行性。此外,该设计均采用硬件逻辑实现,具有速度快、通用性强、可靠性高的特点。

引言
eMMC(embedded Multi Media Card)是由MMC协会所订立的,主要针对手机、平板电脑等便携式产品的内嵌式存储器。eMMC存储芯片的优势在于将NAND Flash和主控芯片封装成一个微型的BGA芯片,提供标准的接口并管理内存,不需要处理复杂的Flash兼容性和管理问题,使得应用厂商专注于产品开发的其他部分,从而缩短产品研发时间、降低研发成本。本设计是基于eMMC4.5(JESD84B45)协议,并在FPGA(XC6VLX240T)上硬件实现,具有性能稳定、可移植性强、通用性好的特点,用户无需关注底层物理协议,而且操作简单。

1eMMC工作原理

基于FPGA的SATAⅢ控制器的实现

摘要: 根据SATAⅡ协议与SATAⅢ协议的不同,分别从物理层、链路层和传输层详细讨论了基于FPGA 的SATAⅢ协议的实现,成功实现了控制器与支持SATAⅢ协议的SSD 硬盘之间的通信。

随着硬盘技术的发展,硬盘容量变得越来越大,接口传输速率越来越快。但是,随着传输速率的提升,并行传输技术使得总线间的相互干扰越来越难以抑制,大幅上升的传输误码率导致经传输后的数据无法使用。当PATA 总线的速率达到133 MHz 的时候,并行传输技术已无法抑制串扰带来的误码,基于串行传输技术的SATA 孕育而生,其所采用的高速差分传输技术从根本上解决了因串扰导致的传输误码问题。与PATA 接口相比,SATA 接口优势明显,其使用的接口针脚少,体积小,传输速率快,稳定性好,可靠性高,抗干扰能力强。

基于Xilinx SOPC的TFT-LCD 控制器设计与实现

摘 要:根据TFT-LCD的工作原理,采用Xilinx公司的Microblaze微处理器软核,提出了一种基于嵌入式FPGA SOPC平台的TFT-LCD控制器方案.并验证了该方案的可行性。该控制器为进一步在嵌入式FPGA 片上系统进行图像和多媒体开发提供了一个稳固的平台。

0 引言
目前TFT (Thin Film Transistor,薄膜场效应晶体管)液晶已经广泛应用于信息显示系统,但是这些系统运算能力和工作效率较低,难以适应图像高速处理和数据传输的需求。

基于最新FPGA嵌入式设计方法,作者提出了一种TFT—LCD显示控制器的设计方案,采用Xilinx公司的MicroBlaze 32位微处理器软核,充分利用FPGA 的高速处理和片内大容量逻辑资源,设计了一个基于FPGA可编程片上系统(SOPC,System On Programmable Chip)的TFT彩屏液晶显示控制器。

了解如何使用 Vivado HLS 快速实现和优化 C/C++ 代码中指定的浮点 PID 控制算法以及使用 DSP 系统生成器的 MATLAB/Simulink 测试平台验证设计。

针对目前交叉路口交通控制信号灯的绿信比固定不变的问题,提出一种模糊控制的方案。根据当前相位的车流量和当前相位与下一相位车流量之差,实时控制相位绿信比,缩减车辆在交叉路口的排队长度。绿信比可在FPGA上模拟实现,采用E-Elements ISE Development Kit开发套件,使用ISE10.1软件设计工具,对上述控制方案进行仿真。

上次博文大概介绍了FPGA在工业控制器设计中的贡献与限制。本次主要就FPGA在工业系统中应用的典型案例进行归类、总结。
现代电子系统设计中越来越先进的EDA工具包使得将复杂的工业控制算法实现到FPGA中变得越来越容易。因此,越来越多的智能的、复杂的工业控制器开始被使用FPGA设计,因为FPGA具有快速的原型验证能力与高度的灵活性。特别是随着FPGA集成了ARM、PowerPC等硬核之后,FPGA的软硬件协同设计功能变得愈发强大。下面列举了一些使用FPGA实现复杂的工业控制算法的例子,包括神经网络、模糊逻辑控制系统、智能专家系统、可进化式硬件、电机控制器及其接口等
1. FPGA与神经网络(NN)
神经网络是由大量处理单元互联组成的非线性、自适应信息处理系统。它是在现代神经科学研究成果的基础上提出的,试图通过模拟大脑神经网络处理、记忆信息的方式进行信息处理。
为什么要使用FPGA来实现神经网络呢?可以先看一下神经网络的结构图,如图1所示。

图1 神经网络的结构原理图
很容易看出,神经网络具有高度的并行性,用FPGA做原型开发与实现是最合适的方案。

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