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适用于ddr sdram和ddr2 sdram的控制器的设计

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适用于DDR SDRAM和DDR2 SDRAM的控制器的设计

作者：高挺挺合肥工业大学

学位级别：硕士

随着消费类电子产品以及便携式通信产品向多功能、高性能和低功耗方向的飞快发展,整个产品系统对其主存储设备的要求也越来越高。目前ddr sdram和ddr2 sdram凭借着其极高的数据传输速率和低廉的成本则越来越多地被应用到一些高档次的消... 详细信息

随着消费类电子产品以及便携式通信产品向多功能、高性能和低功耗方向的飞快发展,整个产品系统对其主存储设备的要求也越来越高。目前ddr sdram和ddr2 sdram凭借着其极高的数据传输速率和低廉的成本则越来越多地被应用到一些高档次的消费类电子和便携式通信产品之中,随之带来的ddr sdram控制器和ddr2 sdram控制器的设计也将越来越多,因此既适用于ddr sdram又适用于ddr2 sdram的控制器将能普遍适用于各种系统中。本文对适用于ddr sdram和ddr2 sdram控制器的结构、接口和时序进行了深入研究与分析,总结出一些控制器的关键技术特性,然后采用了自顶向下(TOP-DOWN)的设计方法,用Verilog硬件描述语言实现控制器,随后在Modelsim上通过软件功能仿真,用Synopsys公司的DC进行综合,接着用Synopsys公司的Astro进行布局布线,通过Altera公司的FPGA进行硬件验证后,结果表明控制器能完全胜任对ddr sdram和ddr2 sdram的控制,最后流片成功。本文设计的控制器既实现控制端口操作简单,又能满足对两种不同内存(ddr sdram和ddr2 sdram)的控制,具有适用性广,实用性强的特点。

关键词： ddr sdram ddr2 sdram 控制器

基于ddr2 sdram的高速数据缓存技术研究

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电子测量技术 2020年第18期43卷 6-10页

作者：吕文强施睿任勇峰武慧军中北大学电子测试技术国家重点实验室太原030051 中国运载火箭技术研究院空间物理重点实验室北京100076

针对高速数据传输系统中,图像数据采集的速率越来越高,而存储速率有限的问题,提出一种基于ddr2 sdram高速数据缓存技术。采用FPGA为主控制器,接收高速图像数据后写入ddr2 sdram缓存,在发送周期的空闲时间将数据读出并匹配存储设备的接... 详细信息

针对高速数据传输系统中,图像数据采集的速率越来越高,而存储速率有限的问题,提出一种基于ddr2 sdram高速数据缓存技术。采用FPGA为主控制器,接收高速图像数据后写入ddr2 sdram缓存,在发送周期的空闲时间将数据读出并匹配存储设备的接收速率。为了简化对ddr2 sdram的操作,使用ISE软件的存储接口生成工具(MIG)生成ddr2 IP核,实现了在250 MHz时钟下对ddr2 sdram的读/写操作,经验证,数据无丢帧无误码,设计稳定可靠。

关键词： FPGA ddr2 sdram ddr2 IP核高速数据缓存

基于FPGA的ddr2 sdram控制器设计

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电子测试 2021年第11期32卷 9-12页

作者：钱素琴刘晶华东华大学信息科学与技术学院上海201600

基于高速数据传输与存储的数据采集记录仪对缓存模块高性能的需求,选择了读写速度快、低成本、大容量、运行稳定的ddr2 sdram作为本地存储器,在其存储寻址原理和IP核的读写控制逻辑的基础上,借助硬件描述语言设计了一个ddr2存储控制器... 详细信息

基于高速数据传输与存储的数据采集记录仪对缓存模块高性能的需求,选择了读写速度快、低成本、大容量、运行稳定的ddr2 sdram作为本地存储器,在其存储寻址原理和IP核的读写控制逻辑的基础上,借助硬件描述语言设计了一个ddr2存储控制器方案。在Intel的FPGA Cyclone IV系列开发板上进行了整体方案的功能验证,完成了用户接口和控制器之间的多数据宽度、多突发长度的高效数据传输和读写操作,在166.7MHz时钟频率下实现了稳定读写的目标。

关键词： FPGA ddr2 sdram IP核

三维封装ddr2存储器VD2D4G72XB191 XX3U6测试

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电子产品世界 2022年第5期29卷 78-82页

作者：汤凡占连样陈像王鑫王烈洋珠海欧比特宇航科技股份有限公司珠海519080

ddr2 sdram具有速度快、价格便宜、容量大的特点,应用非常广泛。通过采用三维封装技术将5片数据位宽为16 bits的ddr2 sdram芯片封装成一个存储模块VD2D4G72XB191XX3U6,在不额外占用PCB面积的情况下,提高了存储容量,并将位宽扩展到72 bit... 详细信息

ddr2 sdram具有速度快、价格便宜、容量大的特点,应用非常广泛。通过采用三维封装技术将5片数据位宽为16 bits的ddr2 sdram芯片封装成一个存储模块VD2D4G72XB191XX3U6,在不额外占用PCB面积的情况下,提高了存储容量,并将位宽扩展到72 bits。与其它存储器相比ddr2 sdram操作较为复杂,封装成一个位宽72bit的模块后,测试难度进一步增加,针对这一问题,本文提出了基于Magnum 2测试系统的ddr2 sdram存储模块VD2D4G72XB191XX3U6的测试方法,对直流参数、交流参数以及功能进行了测试,论述了测试的关键技术。

关键词： ddr2 sdram Magnum 2测试系统 VD2D4G72XB191XX3U6

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CMV4000图像传感器工业相机设计

CMV4000图像传感器工业相机设计

作者：陈玉龙大连理工大学

学位级别：硕士

CMV4000是一款新型的工业图像传感器,在4M像素时最高可达到180帧每秒的帧率,这在图像技术检测、图像测量、视频监控、卫星遥感等领域有着广泛的应用价值。由于图像数据量很大,在图像数据的获取传输以及实时处理方面都有许多技术问题需... 详细信息

CMV4000是一款新型的工业图像传感器,在4M像素时最高可达到180帧每秒的帧率,这在图像技术检测、图像测量、视频监控、卫星遥感等领域有着广泛的应用价值。由于图像数据量很大,在图像数据的获取传输以及实时处理方面都有许多技术问题需要研究和解决,本文对CMV4000的12位模式的应用问题展开研究工作。基于CMV4000图像传感器、FPGA、ddr2 sdram高速存储芯片以及USB3.0技术,设计了一款高帧高清工业相机。该相机由图像采集模块、存储模块和传输模块构成,分别实现了图像传感器的驱动、高速数据的缓存以及传输功能。系统硬件分为传感器板和控制板。传感器板选用CMOSIS公司生产的CMV4000实现图像数据的采集,控制板选用Altera公司的cyclone Ⅲ系列FPGA作为系统控制器,Micron公司的ddr2 sdram作为数据高速缓存器件,Cypress公司的CYUSB3014芯片实现数据的高速传输。系统软件设计采用Verilog HDL和VHDL两种硬件描述语言。主要实现了以下功能：SPI配置时序,实现了传感器内部寄存器的正确配置,驱动传感器正确输出像素数据;创新性的使用双边沿移位拼接时序实现了像素数据的双边沿采样,解决了VHDL语言不支持差分时钟上升沿和下降沿同时采样的难题;采用异步FIFO实现了时钟域和位宽的转换功能;ddr2控制器,实现了ddr2 sdram的初始化和读写功能;采用slave FIFO模式实现了USB3.0数据的正确接收;采用SignalTap Ⅱ嵌入式逻辑分析仪对关键模块的相关信号实现了在线观测。经过测试,本文设计的相机能够在2048×2048分辨率下实现12-bit模式下的最高帧率37f/s,且能稳定运行,显示的图像清晰无噪点。本文在最后部分给出了进一步提高相机帧率的两种有效途径。本相机具有很强的应用价值。

关键词： CMV4000图像传感器 ddr2 sdram USB3.0 FPGA

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基于FPGA等效焦面电路设计与实现

基于FPGA等效焦面电路设计与实现

作者：李江华中科技大学

学位级别：硕士

目前红外遥感技术在军事、农业、气象和资源勘探等领域得到了广泛的应用,对红外遥感器的研制工作具有重要的现实意义。红外遥感器中的电子系统主要由探测器焦面电路和信号处理电路构成。对其中的信号处理电路的测试,需要红外探测器的输... 详细信息

目前红外遥感技术在军事、农业、气象和资源勘探等领域得到了广泛的应用,对红外遥感器的研制工作具有重要的现实意义。红外遥感器中的电子系统主要由探测器焦面电路和信号处理电路构成。对其中的信号处理电路的测试,需要红外探测器的输出信号作为信号源。本文提出了利用等效焦面电路模拟产生红外探测器输出信号,为信号处理电路提供信号源以完成测试的方案。本文基于FPGA所设计的等效红外焦面电路的主要功能是在对信号处理电路的测试过程中,接收信号处理电路的探测器驱动信号,根据指定的模拟红外图像产生相应的红外探测器拟合信号,为信号处理电路提供信号源。首先,对等效焦面的功能需求进行了分析,并据此完成了硬件设计。系统以FPGA作为控制芯片完成系统的控制功能,以USB控制器接收上位机发送的模拟红外图像数据,分别以NAND Flash和ddr2 sdram作为存储和缓存芯片,以Cameralink接口向计算机上传用于产生红外探测器信号的模拟红外图像源。然后,完成了FPGA控制程序的设计,完成了功能模块的划分并用VHDL语言完成了各个模块的编写,能够实现对FPGA片外芯片的控制。最后,采用Modelsim软件对各个功能模块和整个系统进行了功能仿真。其功能特点描述如下:能够模拟与信号处理电路之间的通讯,根据驱动信号产生相应的红外探测器拟合信号;产生的拟合信号可通过1路或4路或8路通道输出;具有4GB的数据存储能力,保证模拟红外图像掉电后不丢失;具有4Gb高速缓存,能够保证图像发送带宽达到640Mbps;能够实现和上位机之间的USB2.0通讯以更新电路中固存图像;能实现和上位机之间的RS232通讯以控制系统;能实时的将用于产生红外探测器信号的模拟红外图像源上传到上位机以实现图像处理前后的对比。本文设计的等效焦面电路能够在地面上对红外遥感器信号处理电路进行测试时,为其提供必要的信号源。对于红外遥感器的研制具有重要的现实意义。

关键词：红外遥感 FPGA NAND Flash ddr2 sdram Camera Link 功能仿真

基于FPGA的高速视频采集和传输电路设计与实现

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基于FPGA的高速视频采集和传输电路设计与实现

作者：齐晶晶西安工业大学

学位级别：硕士

高速视频采集系统既能记录人眼无法分辨的高速过程,又能得到高速运动目标的位置姿态信息,通过对大量的高速数据进行存储和后续处理,可为现代机载武器系统的多科目综合试验提供技术保障。相比于发达国家,我国对高速视频采集技术的研究相... 详细信息

高速视频采集系统既能记录人眼无法分辨的高速过程,又能得到高速运动目标的位置姿态信息,通过对大量的高速数据进行存储和后续处理,可为现代机载武器系统的多科目综合试验提供技术保障。相比于发达国家,我国对高速视频采集技术的研究相对滞后,为了打破国外在机载高速视频采集方面的技术封锁及产品垄断,研制一款适用于武器系统的高速数据采集系统具有重要意义。本文针对机载武器系统目标物飞行过程记录为背景,研究了高速视频采集和传输系统的关键技术,设计了基于FPGA的高速视频采集和传输系统,主要包括前端视频采集模块、视频数据传输模块、视频显示模块及存储模块,其中存储包括缓存和外部存储。使用CMOS图像传感器采集图像信息,采用Camera Link接口数据线传输视频数据,设计4片ddr2 sdram并行缓存高速数据,将视频数据存入固态硬盘内,通过VGA接口实时显示采集的图像。选择Verilog硬件描述语言在Quartus Ⅱ环境下分模块进行逻辑设计,主要包括摄像头寄存器参数配置模块、视频数据采集模块、滤波模块、异步FIFO模块、ddr2 sdram控制器模块、固态硬盘控制模块、VGA时序控制模块。通过Modelsim进行仿真验证,对系统进行实验验证,结果表明在数据采集时钟为82MHz,分辨率为1280×1024,数据位宽8位时,每秒拍摄速度500帧,满足技术指标要求。

关键词： FPGA 高速视频采集 CMOS图像传感器 ddr2 sdram

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高性能CMOS图像采集系统设计

高性能CMOS图像采集系统设计

作者：范立超青岛科技大学

学位级别：硕士

传统的CMOS图像传感器受到工艺的限制,在速度、分辨率、动态范围和读出噪声等方面存在着一些不足,而新型的科学级CMOS图像传感器采用全新的集成电路制造工艺,在这些方面都具有较好的改进和提升,为高性能图像采集系统的发展提供了新的方... 详细信息

传统的CMOS图像传感器受到工艺的限制,在速度、分辨率、动态范围和读出噪声等方面存在着一些不足,而新型的科学级CMOS图像传感器采用全新的集成电路制造工艺,在这些方面都具有较好的改进和提升,为高性能图像采集系统的发展提供了新的方向。目前,已成为军工、航空遥感和医疗等领域不可缺少的研究工具。本文以Fairchild公司科学级CMOS图像传感器CIS2521为核心,设计了一套高性能、小型化、低功耗的图像采集系统,本文所做的主要工作有:首先,本文对系统的总体方案进行了设计,通过对采集、控制、数据缓存和数据传输等关键模块的分析完成了各个器件的选型工作,确立了sCMOS图像传感器+FPGA控制芯片+ddr2 sdram高速缓存芯片+Camera Link高速传输接口的系统设计方案;然后,在对硬件电路分析的基础上确立了系统硬件设计方案并给出了具体的硬件电路原理图;基于硬件电路设计了FPGA驱动软件程序,能够完成CMOS图像传感器的上电控制、时钟管理、寄存器配置等功能,能够驱动CMOS图像传感器正常工作并输出图像数据。最后,实现了图像数据的实时在线处理,数据处理模块将Gray码转换为二进制数,实现了暗电流消除和图像传感器的非均匀校正,采用三点二阶多项式拟合算法校正图像非均匀性,相比于传统的两点校正方法具有更高的精度。本文所设计的图像采集系统最大分辨率为2560*2160,在Rolling Shutter模式下可以帧频可以达到87fps,最大传输速率能够达到630MBps,经过成像测试表明,所设计的高性能图像传感器系统能够实现图像传感器的正常工作。

关键词：图像采集系统 sCMOS图像传感器 FPGA软件 ddr2 sdram Camera Link

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双通道高速A/D模块研制

双通道高速A/D模块研制

作者：俞敏敏哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着数字技术的高速发展,许多应用领域中对数据采集系统的性能要求越来越高,需要高采样率和大容量缓存的同时,还需要一个高性能计算机I/O总线作为通信接口。本文主要研究了基于PCI Express总线的双通道高速数据采集模块的软硬件实现方法... 详细信息

随着数字技术的高速发展,许多应用领域中对数据采集系统的性能要求越来越高,需要高采样率和大容量缓存的同时,还需要一个高性能计算机I/O总线作为通信接口。本文主要研究了基于PCI Express总线的双通道高速数据采集模块的软硬件实现方法,综合运用高速ADC、FPGA、ddr2和PCI Express桥接芯片等技术,模块最终实现了最高198MSa/s采样率,具有13位分辨率和256MB缓存。在硬件设计上,根据模块的技术指标,分析论证并提出了各个硬件电路设计方案,对关键芯片的选型,给出了较为详细的论述。在前端通道设计中,实现了AC/DC交直流耦合、1MΩ/50Ω输入阻抗、可编程放大/衰减和低通滤波等功能;采用专用时钟发生芯片来产生ADC所需的采样时钟,选用孔径抖动小的采样时钟能有效的提高ADC动态性能。在高速大容量缓存设计中,选择ddr2 sdram作为模块板载存储器,使缓存深度达到256MB,并且ddr2具有很高的数据传输带宽,满足本模块双通道ADC采样数据的实时缓存。在PCI Express总线接口设计中,采用专用桥接芯片PEX8311,提高了设计的可靠性。该芯片实现了PCI Express总线到本地总线的协议转换,具有丰富的本地总线操作和数据传输模式,为用户提供了强大的本地总线操作方案。本模块采用FPGA作为主控制器,实现了对采集数据、数据缓存、触发和各个电路的控制。根据信号完整性理论,给出了针对FPGA、ddr2和PCI Express高速接口中高速信号的电路设计方案和印制电路板布局布线方案,保证了高速信号的质量。在软件设计上,采用Microsoft Visual Studio和NI Measurement Studio作为软件开发平台,利用PLX公司的软件开发包,设计了具有数据采集控制、数据显示控制、采样率设置、采样通道参数设置、触发参数设置、自检和硬件复位等功能的上位机应用程序。本文最后给出了模块的测试及性能分析。测试分析结果表明,双通道高速A/D模块的功能和各项技术指标符合设计要求。

关键词：高速数据采集 PCI Express FPGA ddr2 sdram