基于ROCKET I/O的高速数据传输系统研究

摘要

现实世界中的信号在本质上是模拟的，数据采集系统经常需要多通道模数转换器对大量数据采样并高速传输给FPGA进行处理。随着计算机数据处理能力和系统时钟频率不断提升，提高海量数据传输带宽已成为改善复杂数据采集系统性能的关键技术。
　　本文以某数据采集及处理系统为设计平台，利用Xilinx公司Virtex-5系列FPGA内嵌的RocketI/O GTX收发器为物理层，设计与实现了四通道模数转换器与FPGA间的单向高速串行传输。首先详细讨论两者间传输的数据传输层和数据链路层设计，继而给出了该设计的FPGA总体实现方法及RocketI/O GTX收发器的主要参数配置，并在ISE环境下进行仿真和验证，软件仿真和硬件调试结果表明当系统参考时钟为250MHz,单通道线速率达4Gb/s时，能够实现四通道稳定高速串行传输。最后讲述了高速ADC和FPGA互连的板级设计要点。
　　另外，本文对应用可编程逻辑器件硬件实现图像融合算法进行了讨论，介绍了如何利用硬件描述语言进行基于加权融合算法的图像融合IP软核设计，并将此图像融合IP软核进行封装。该IP核设计不但有利于可重用，且保护了其知识产权，为进一步开发图像融合IP核库奠定了基础。