SOPC技术在数据发生系统中的应用

"基于SOPC的数据发生系统设计，利用SOPC技术构建了一套能够生成伪随机序列的系统，该系统集成了NiosⅡ软核处理器、扩展的FLASH和SRAM、用户自定义逻辑模块，以及PCI9054接口芯片。系统通过Avalon总线连接各个组件，数据产生模块生成的伪随机数存储在两片高速SRAM中，然后通过PCI9054芯片以DMA模式传输到PC机。" 本文探讨的是基于SOPC（System On Programmable Chip）的数据发生系统，它是一种高度集成和可定制的嵌入式系统，结合了SoC（System on Chip）的集成度和FPGA（Field-Programmable Gate Array）的灵活性。SOPC允许软硬件协同设计，使得系统可以根据需求进行裁剪、扩展和升级。在这个系统中，设计重点是生成伪随机序列并有效地将其传输到PC。 系统的核心架构包括以下几个关键模块： 1. **NiosⅡ软核处理器**：这是Altera公司提供的嵌入式处理器，用于执行系统控制和处理任务。 2. **扩展的程序存储器FLASH**：存储系统固件和程序代码。 3. **数据存储器SRAM**：使用两片256Kx16b的高速SRAM IDT71V416，构成乒乓结构，确保数据高速读写，同时满足10ns的存取时间要求。 4. **用户自定义逻辑**：包括PCI9054接口逻辑模块和数据产生模块。PCI9054芯片用于管理PCI总线，实现与PC的高速数据传输。数据产生模块通过VHDL语言设计，生成8位的伪随机数序列。 5. **乒乓结构**：这种设计策略允许在一片SRAM读取数据的同时，另一片进行写入，提高了数据传输效率，避免了读写冲突。 6. **DMA传输模式**：PCI9054作为PCI总线和Avalon总线的控制器，使用DMA（Direct Memory Access）模式，无需CPU介入，直接进行高速数据传输。 设计中，伪随机序列的生成是通过特定的VHDL逻辑实现的，可以灵活修改以生成不同特性的伪随机数。PCI9054接口逻辑模块作为一个Avalon主外设，负责控制SRAM的读取操作，确保数据流畅地从SRAM传输到PCI总线。 这个基于SOPC的数据发生系统展示了如何利用现代FPGA技术构建一个高效、可扩展且灵活的嵌入式平台，能够生成伪随机序列并将其高效传输到PC，这在通信、测试、仿真等多个领域都有广泛的应用价值。通过这样的设计，开发者可以针对特定应用优化系统性能，同时保持了设计的可维护性和可升级性。