使用cycloneII实现高速异步串行接口技术

"基于cycloneⅡ的高速异步串行接口的实现.pdf" 本文主要探讨了在基于Altera公司的Cyclone II FPGA芯片上实现高速异步串行接口的技术。高速数据接收通常需要高精度的位同步和时钟管理，尤其是在处理超过百兆比特的数据流时。作者宋开鑫、李斌、王婧、靖文、张嘉春和孙新立来自沈阳理工大学，他们在文章中提出了一个有效的解决方案。 系统的核心在于利用锁相环（Phase-Locked Loop, PLL）进行5倍采样，以实现位同步和串并转换。在接收端，外部的高速串行数据以150MHz的速率传输，通过PLL生成的1875MHz主时钟进行5次采样，确保在不丢失数据的同时捕获信号的准确位置。这种5倍采样技术可以有效地补偿由于时钟偏移和数据传输中的抖动导致的同步问题。 接着，系统采用了FIFO（First-In-First-Out，先进先出）存储器来实现时钟域的转换。FIFO在不同时钟域之间起缓冲作用，确保数据在正确的时间被读取和转发，避免了由于时钟速率差异导致的数据丢失或错误。发送端则包括同步模块和FIFO缓存，用于准备和发送数据。 论文详细阐述了系统的总体架构，如图1所示，包括接收端和发送端。接收端利用PLL产生所需时钟，进行位同步，然后通过FIFO将数据转移到本地时钟域。发送端则在接收端FIFO中读取数据，并在适当的时钟域下发送出去。两个端口可以有各自独立的时钟，FIFO作为它们之间的桥梁，保证数据的连续和无误传输。 文章还提到了Cyclone II FPGA的优势，它的PLL功能强大，能够支持高达750MHz的时钟频率，满足了150MHz数据速率5倍采样的需求。此外，Verilog HDL作为一种硬件描述语言，被用来实现这个设计，使得逻辑功能的描述、仿真和综合更加便捷。 这篇文章提供了一种基于Cyclone II FPGA的高速异步串行接口实现方案，该方案通过高效的位同步机制和时钟域转换，成功地接收和转发150MHz的高速数据流，对于理解和设计类似高速数据通信系统具有重要的参考价值。