以下建议基于当前可获取的信息和FPGA开发的一般原则,但具体实施时可能需要根据开发板的实际硬件和软件环境进行调整。
一、需求分析
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功能定义:
- 逻辑分析仪主要用于捕获、显示和分析数字电路中的信号波形。
- 确定需要捕获的信号数量、频率范围、分辨率等关键参数。
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硬件资源评估:
- 紫光同创盘古50K开发板基于PGL50H-6IFBG484 FPGA芯片,具有丰富的IO资源和高速数据处理能力。
- 评估FPGA的可用IO口数量、内部逻辑资源(如LUTs、FFs)、存储资源(如Block RAM)等是否满足逻辑分析仪的需求。
二、硬件设计
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IO接口配置:
- 根据需求选择合适的IO口作为信号输入端,盘古50K核心板扩展出195个默认电平标准为3.3V的普通IO口,其中部分IO电压标准可调,可以满足不同电平标准的信号输入需求。
- 考虑使用高速差分信号接口(如HSST)来捕获高频信号。
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存储资源分配:
- 利用FPGA内部的Block RAM或外接DDR3存储芯片来缓存捕获的数据。盘古50K核心板挂载了两片DDR3芯片,总容量为8Gbit,数据总线宽度为32bit,读写数据带宽高达25Gb,足以满足大量数据的存储需求。
三、软件设计
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IP核生成与配置:
- 使用紫光同创的PDS软件或IP Compiler工具生成DDR3控制器IP核,并配置其参数以匹配外接DDR3芯片的特性。
- 根据逻辑分析仪的需求,可能需要生成其他相关的IP核,如时钟管理单元(PLL)、触发器等。
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逻辑设计:
- 设计逻辑分析仪的核心控制逻辑,包括信号捕获、数据存储、数据触发等功能模块。
- 实现信号的同步采样和存储,确保捕获的信号波形准确无误。
- 设计用户界面或接口,以便将捕获的数据传输到上位机进行进一步的分析和处理。
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仿真与调试:
- 使用PDS软件的仿真功能对逻辑分析仪进行仿真测试,验证其功能和性能是否符合预期。
- 在开发板上进行实际调试,调整和优化设计参数,确保逻辑分析仪在实际应用中稳定可靠。
四、总结与改进
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总结:
- 完成逻辑分析仪功能的开发后,对整个设计过程进行总结,包括硬件资源的使用情况、软件设计的优缺点等。
- 评估逻辑分析仪的性能指标,如最大采样率、存储深度、触发精度等,确保其满足实际需求。
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改进:
- 根据测试结果和用户反馈,对逻辑分析仪进行必要的改进和优化,提高其性能和可靠性。
- 关注紫光同创FPGA产品的更新和升级,及时将新技术和新功能应用到逻辑分析仪中。