FPGA高速接口设计：LVDS在通用实时信号处理系统中的应用

本篇文章主要探讨了在FPGA技术驱动的实时信号处理系统中，高速接口设计的关键作用。首先，章节3.1.4详细介绍了外部I/O接口设计中的模块间高速接口设计，特别是在FPGA核心板之间的数据传输。通过采用高速的差分传输技术（LVDS，即低电压差分信号），系统能够显著提升数据吞吐量，促进核心板间的协同工作，从而增强整个系统的性能。LVDS技术因其抗干扰能力强，能够保证数据在高速传输过程中的稳定性。 文章提及北京工业大学的一位硕士研究生刘李明，他设计了一种基于多FPGA的通用实时信号处理系统，选择了XC3S系列的FPGA作为处理核心，如XC3SD1800A，利用DDR2 SDRAM进行高速数据存储。系统架构被设计成核心板、底板和应用板的分离式结构，这种灵活性使得系统可以根据实际需求进行定制化的配置。 在设计过程中，信号完整性是关键考虑因素，作者遵循高速电路设计的传统方法和软件辅助设计策略，对阻抗控制、PCB堆叠和布线进行了深入分析和优化，确保了PCB的稳定性和可靠性。电源完整性问题也得到了研究，针对性的解决方案被提出以解决可能遇到的问题。 文章的核心部分着重于LVDS高速数据通道接口和DDR2存储器接口的设计，这些接口直接决定了系统的使用性能。此外，还包括了视频图像采集、USB、音频、LCD和LED矩阵模块等外设的接口设计，并对部分接口进行了逻辑验证，证明了系统的功能性和扩展性。 经过实际测试，该通用信号处理平台表现出良好的实时性、通用性、可扩展性和可重构性，能够满足现代信号处理系统对于高速、实时处理的需求，有广泛的应用前景。刘李明的研究为后续设计类似系统提供了宝贵的经验和技术基础，同时强调了FPGA作为处理核心在通用实时信号处理系统中的重要地位。