基于FPGA的软/硬件协同处理技术在数据获取系统设计中的应用
(0) 随着FPGA 内部资源的不断丰富，以其为平台构建一个完整的片上系统成为可能。新的大型物理实验项目需要大幅度提高数据获取系统吞吐量，软/硬件协同处理技术是提高系统性能的有效手段，本文研究了软/硬件协同处理技术在高性能数据获取系统设计中的应用。利用Xilinx Virtex4 系列FPGA 内嵌的PowerPC 硬核及开源IP 核设计了片上系统的硬件，并移植了开源Linux，构建一个完整的嵌入式系统。采用合理的系统任务划分策略，对需要高处理性能的任务，用自主设计的专用硬件IP 核来完成，通过运行在PowerPC 上的软件程序来实现系统管理以及TCP/UDP 协议栈处理。在数据获取系统关键的数据流处理上，输入缓存的写入速度超过1GByte/s；数据输出到PC Farm 采用千兆网连接，TCP 传输的速度超过200Mb/s。基于FPGA 的片上数据获取系统具有高性能、灵活、高可扩展的特点。关键性能的测试结果表明，它较现有的数据获取系统在系统吞吐量上有很大提高,有实际应用价值。
嵌入式系统 数据获取系统 协同处理技术 现场可编程门阵列
王强 刘振安 徐昊 孙德晖 赵京周 林海川
中国科学院高能物理研究所, 北京, 100049 探测与核电子学国家重点实验室, 北京, 100049 中国科学院高能物理研究所, 北京, 100049 探测与核电子学国家重点实验室, 北京, 100049 中国科学院研究生院, 北京,100049
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2011-07-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）