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一种用于高性能FPGA的多功能I/O电路
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作者 罗旸 刘波 +3 位作者 曹正州 谢达 张艳飞 单悦尔 《半导体技术》 北大核心 2025年第3期265-272,共8页
为了满足等效系统门数为亿门级现场可编程门阵列(FPGA)的高速率、多功能数据传输需求,设计了一种用于高性能FPGA的多功能输入输出(I/O)电路,工作电压为0.95 V,单个I/O电路的最高数据传输速率为2 Gbit/s。通过在输入逻辑电路中设计同一... 为了满足等效系统门数为亿门级现场可编程门阵列(FPGA)的高速率、多功能数据传输需求,设计了一种用于高性能FPGA的多功能输入输出(I/O)电路,工作电压为0.95 V,单个I/O电路的最高数据传输速率为2 Gbit/s。通过在输入逻辑电路中设计同一边沿流水技术的双倍数据速率(DDR)电路,可以使数据不仅能在相同的时钟沿输出,而且能在同一个时钟周期输出。通过分级采样结合时钟分频和偏移技术,仅需4个时钟周期即可完成8∶1数据的转换。另外,该I/O电路还可以对数据输入输出的延时进行调节,采用粗调和细调相结合的方式,共提供512个延时抽头,并且延时的分辨率达到4 ps。仿真和实测结果表明,该多功能I/O电路能为高性能FPGA提供灵活、多协议的高速数据传输功能。 展开更多
关键词 现场可编程门阵列(FPGA) 输入输出(I/O)电路 多电平标准 数据速率(DDR) 串并转换器(SerDes)
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基于前递预取的SoC内存控制器精准仿真方法
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作者 李作骏 卢天越 陈明宇 《高技术通讯》 北大核心 2025年第5期480-489,共10页
本文提出一种基于现场可编辑门阵列(field programmable gate array,FPGA)的内存控制器性能精确仿真评估方法,通过高速可扩展接口(advanced extensible interface,AXI)总线前递、访存预取和数据缓存的方式解决了FPGA芯片内外访存时序需... 本文提出一种基于现场可编辑门阵列(field programmable gate array,FPGA)的内存控制器性能精确仿真评估方法,通过高速可扩展接口(advanced extensible interface,AXI)总线前递、访存预取和数据缓存的方式解决了FPGA芯片内外访存时序需求不一致的问题,从而实现了在真实处理器系统应用仿真场景下对内存控制器的精确性能评估。与香山开源第5代精简指令集计算机(reduced instruction set computer-five,RISC-V)处理器雁栖湖架构硅后芯片对比,SPEC CPU2006基准测试程序的执行时间平均偏差为1.29%,最大偏差为3.45%。该方法解决了因为内存控制器模型不准确而导致FPGA片上系统(system of chip,SoC)原型系统中真实应用仿真性能评估与流片后实际性能存在较大偏差的问题,同时无需进行大量修改就能用于任何支持AXI和双倍数据速率物理层接口(DDR PHY interface,DFI)协议的标准内存控制器精确仿真。 展开更多
关键词 内存控制器 现场可编辑门阵列 性能评估 数据速率 动态随机访问存储器
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面向高性能众核处理器的超频DDR4访存结构设计
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作者 高剑刚 李川 +2 位作者 郑浩 王彦辉 胡晋 《计算机工程与设计》 北大核心 2024年第3期715-722,共8页
从高性能众核处理器的多路DDR4嵌入式工程应用出发,设计一种高密度DDR4串推互连结构,提出一种基于不同激励码型的仿真分析方法。采用双面盲孔印制板工艺折叠串推访存结构设计,解决地址组信号概率性出错问题。在压力测试环境下实测读/写... 从高性能众核处理器的多路DDR4嵌入式工程应用出发,设计一种高密度DDR4串推互连结构,提出一种基于不同激励码型的仿真分析方法。采用双面盲孔印制板工艺折叠串推访存结构设计,解决地址组信号概率性出错问题。在压力测试环境下实测读/写信号波形良好,支持信号超频可靠传输,标称2666 Mbps的DDR4存储颗粒可以在3000 Mbps速率下长时间稳定运行。已在神威E级原型机等多台套大型计算装备研发中得到规模化推广应用,产生了良好的技术效益。 展开更多
关键词 数据速率 同步动态随机存取存储器 折叠串推 码型仿真 信号传输 盲孔 超频
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一种避免页迁移的混合内存页管理策略 被引量:1
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作者 刘翠梅 杨璇 +1 位作者 贾刚勇 韩光洁 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2019年第6期1318-1323,共6页
相变存储器(Phase-change Memory,PCM)具有非易失性、能耗低、密度大等诸多优点,将成为下一代主流存储器.然而,相变存储器的写操作速度慢以及写次数有限的特征限制其立马替代现有主流的双倍速率同步动态随机存储器(DDR系列).为了发挥两... 相变存储器(Phase-change Memory,PCM)具有非易失性、能耗低、密度大等诸多优点,将成为下一代主流存储器.然而,相变存储器的写操作速度慢以及写次数有限的特征限制其立马替代现有主流的双倍速率同步动态随机存储器(DDR系列).为了发挥两种存储介质各自的优势,目前主要采用混合内存的体系结构,该结构不仅包括新型的相变存储器同时还包括传统的动态随机存储器.针对混合内存结构,数据划分变得尤为重要,目前大多数划分算法采用页面迁移作为保障效率和损耗的手段.但是迁移需要消耗大量的处理器资源,同时导致大量不必要的写相变存储器的操作,降低混合内存系统的性能和寿命.为了减少迁移操作带来的效率损失,本文提出一种避免页迁移的混合内存页管理策略(PMP)提高混合内存系统的性能和寿命.该策略最大的优势在于提出了一种基于虚拟内存页的访存行为特征分析方法,能够高效准确的获取各页的访存行为,所以在系统运行过程中避免因页分配错误导致的页迁移操作.实验表明本文提出的避免页迁移的混合内存页管理策略(PMP)能够有效的提高混合内存系统的性能和寿命. 展开更多
关键词 相变存储器 双倍速率同步动态随机存储器 内存页管理 混合内存
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基于FPGA和DDR的高效率矩阵转置方法 被引量:2
5
作者 吴沁文 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2017年第4期34-40,44,共8页
用可编程门阵列(FPGA)作为主处理芯片实现雷达信号处理时,大阶数矩阵转置经常由于双倍速率同步动态随机存储器(DDR)的跳行访问速率而成为系统处理速率的瓶颈。文中分析了DDR的读写机制,对DDR读写时间的组成进行了定量分析,提出了一种提... 用可编程门阵列(FPGA)作为主处理芯片实现雷达信号处理时,大阶数矩阵转置经常由于双倍速率同步动态随机存储器(DDR)的跳行访问速率而成为系统处理速率的瓶颈。文中分析了DDR的读写机制,对DDR读写时间的组成进行了定量分析,提出了一种提高矩阵转置效率的分块式矩阵转置方法。该方法采用矩阵分块技术,使矩阵转置时DDR的读写速率得以均衡,从而提高DDR读写的平均效率。文中提供了矩阵转置效率的实验室实测数据,验证了该方法的有效性。该方法已在工程实践中得到了成功的应用。 展开更多
关键词 可编程门阵列 双倍速率同步动态随机存储器 矩阵转置
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一种基于DDR的PS与PL数据交互方法的设计与实现 被引量:1
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作者 陈小宇 李常对 阳梦雪 《电子测量技术》 北大核心 2021年第24期79-84,共6页
针对片上系统芯片中处理系统和可编程逻辑之间数据交互量大的应用,提出了一种基于双倍速率同步动态随机存储器的PS与PL数据交互方法。PS与PL通过访问共同的DDR,按照自定义的协议进行数据交互。将DDR中用于数据交互的空间划分为指令空间... 针对片上系统芯片中处理系统和可编程逻辑之间数据交互量大的应用,提出了一种基于双倍速率同步动态随机存储器的PS与PL数据交互方法。PS与PL通过访问共同的DDR,按照自定义的协议进行数据交互。将DDR中用于数据交互的空间划分为指令空间和数据空间,PS和PL通过读写指令空间中的指令数据并按照协议分析其所传递的信息,以控制各自的读写进程。PL通过高速片内总线访问DDR,PS利用内存读写工具实现对DDR的读写。测试结果表明该交互方法具有速度快、占用逻辑资源少、使用方便等优点,数据交互速度可达88 MB/s,适用于PS和PL需要实时交互大量数据的应用场景,在基于三维激光雷达的车辆实时高精度定位系统中得到了成功应用。 展开更多
关键词 片上系统 数据交互 AXI总线 处理系统 可编程逻辑 双倍速率同步动态随机存储器
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用于空间遥感相机模拟源系统的DDR2 SDRAM高速存储电路设计
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作者 倪建军 李涛 王建宇 《中国科学院大学学报(中英文)》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期682-687,共6页
为了满足空间遥感相机电子学系统的功能验证需求,设计了一套由FPGA和DDR2 SDRAM等组成的空间遥感相机模拟源系统.针对DDR2 SDRAM在设计时的难度,从提高信号完整性出发,对DDR2 SDRAM的阻抗匹配形式和匹配电阻位置进行详细分析,并对PCB布... 为了满足空间遥感相机电子学系统的功能验证需求,设计了一套由FPGA和DDR2 SDRAM等组成的空间遥感相机模拟源系统.针对DDR2 SDRAM在设计时的难度,从提高信号完整性出发,对DDR2 SDRAM的阻抗匹配形式和匹配电阻位置进行详细分析,并对PCB布局布线及FPGA管脚约束设计给出可行性设计方案.实验结果表明,按照提出的设计方法,DDR2 SDRAM不论采用单端或差分时钟工作,均可保证数据以320 Mbps/pin来传输,信号质量依然理想. 展开更多
关键词 现场可编程门阵列 双倍速率同步动态随机存储器 管脚约束 空间遥感相机模拟源系统
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基于FPGA的虚拟FIFO改进设计 被引量:5
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作者 张玉平 叶圣江 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2016年第3期298-303,共6页
为了降低网络接口缓存设计的开发难度和复杂度,对现有基于FPGA的DDR2虚拟FIFO设计进行了改进.提出了以FPGA(EP4CGX150F672)为核心、DDR2(MT47H128M16RT-25E)为数据缓存、采用Qsys系统互联及IPCORE辅助搭建设计的改进方案,实现了DVB-IP分... 为了降低网络接口缓存设计的开发难度和复杂度,对现有基于FPGA的DDR2虚拟FIFO设计进行了改进.提出了以FPGA(EP4CGX150F672)为核心、DDR2(MT47H128M16RT-25E)为数据缓存、采用Qsys系统互联及IPCORE辅助搭建设计的改进方案,实现了DVB-IP分组TS流的快速缓存,平滑IP网络抖动,避免了数据码流丢失和延迟过大的问题.该设计方案在降低传统设计难度和复杂度的背景下,具有良好的存储器兼容性,同时具有系统资源丰富、容量大、成本低和开发周期短等优点,在众多DVB行业的设备中使用后效果良好. 展开更多
关键词 现场可编程门阵列 双倍速率 先入先出队列 系统互联 知识产权核 网络抖动 码流 节目参考时钟
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基于单片FPGA的可扩展DVI发送器 被引量:4
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作者 吴晓铁 俞军 程君侠 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1060-1064,共5页
介绍了当前主流的DVI数字视频协议,特别分析了TMDS的链路结构、信号特性和编码算法。针对目前DVI设计中的不足,给出了一个符合DVI1.0规范的基于单片FPGA的可扩展视频发送器的实现方法,具备某些传统方案无法完成的特性。它充分利用FPGA... 介绍了当前主流的DVI数字视频协议,特别分析了TMDS的链路结构、信号特性和编码算法。针对目前DVI设计中的不足,给出了一个符合DVI1.0规范的基于单片FPGA的可扩展视频发送器的实现方法,具备某些传统方案无法完成的特性。它充分利用FPGA领域的最新技术,给出了一种基于Xilinx SPARTAN-3A DDR I/O的输出并串转换技术实现方法,克服了FPGA的最高时钟频率限制,极大地提高了运算速度和减少了对系统硬件的需求。 展开更多
关键词 数字视频接口 数据速率 最小变换差分信号 高清晰度多媒体接口
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LPDDR2在LTE终端的PCB叠层结构设计 被引量:1
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作者 林峰 黄学达 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期657-660,共4页
研究了长期演进(LTE)终端的印刷电路板(PCB)叠层设计过程及工程上常用的材料规格,并讨论了叠层结构对阻抗、信号回路的影响。分析了在设计带有低功耗双倍数据速率(LPDDR2)芯片的LTE终端电路板时如何根据阻抗的需要设计叠层结构,并结合... 研究了长期演进(LTE)终端的印刷电路板(PCB)叠层设计过程及工程上常用的材料规格,并讨论了叠层结构对阻抗、信号回路的影响。分析了在设计带有低功耗双倍数据速率(LPDDR2)芯片的LTE终端电路板时如何根据阻抗的需要设计叠层结构,并结合实际工艺制作的情况,重点提出在设计叠层结构时应注意参数改变问题,分析了参数改变的原因及解决方法。 展开更多
关键词 长期演进(LTE) 信号回路 低功耗数据速率(LPDDR2) 叠层结构
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ADSP TS201链路口通信的FPGA实现 被引量:3
11
作者 魏云斐 张遂南 《现代电子技术》 2009年第3期167-170,174,共5页
AD公司的TS201 DSP系列可通过其特有的链路口实现高速通信,为使不具备此接口的设备也能与TS201进行链路通讯,采用FPGA实现数据在链路口与其他并行接口之间的传输,即128位并行模式和4位通信模式之间的转换。设计选用Xilinx公司的Virtex4... AD公司的TS201 DSP系列可通过其特有的链路口实现高速通信,为使不具备此接口的设备也能与TS201进行链路通讯,采用FPGA实现数据在链路口与其他并行接口之间的传输,即128位并行模式和4位通信模式之间的转换。设计选用Xilinx公司的Virtex4系列的FPGA,它具有低功耗差分(LVDS)模式,双倍数据速率(DDR)寄存器以及嵌入式先进先出(FIFO)存储器等功能,更适合于此设计。在ISE和Modelsim等辅助工具的帮助下,使用VHDL语言编程,分析和优化整个设计,最终完成设计。可实现接收链路时钟频率为500 MHz,发送链路时钟频率为400 MHz。 展开更多
关键词 链路口 低功耗差分 数据速率 FPGA VHDL
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宽带高速通信信号采集系统 被引量:3
12
作者 朱勤 刘翔宇 于红旗 《电子测量技术》 2018年第8期118-122,共5页
随着计算机技术的迅猛发展,高速数据采集系统被广泛应用到如雷达、宇航、通信等各类工程领域中。为了满足日益增长的带宽和速度需求,提出了一种宽带高速通信信号采集系统的设计。利用ADC10D1000QML的多路并行输出和双速率输出特性,可将... 随着计算机技术的迅猛发展,高速数据采集系统被广泛应用到如雷达、宇航、通信等各类工程领域中。为了满足日益增长的带宽和速度需求,提出了一种宽带高速通信信号采集系统的设计。利用ADC10D1000QML的多路并行输出和双速率输出特性,可将采集到的高速信号按照采样频率的1/4输出,降低了对接收端处理性能的要求;充分利用FPGA的并行运算能力和存储功能,解决高速并行输入与低速串行输出的矛盾。该系统包括高速数据采集单元、控制/处理单元和时钟发生单元等几个主要的子系统。给出了系统的总体设计方案和主要子系统的实现策略。测试并分析了高速数据采集单元的性能,实测结果显示本文设计的系统采集速度快、精度高且性能稳定。 展开更多
关键词 宽带信号 高速数据采集 现场可编程门阵列 数据速率
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基于ANSYS的DDR4 SDRAM信号完整性仿真方法研究 被引量:8
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作者 汪振民 张亚兵 陈付锁 《微波学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期7-10,共4页
半导体技术快速发展,双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data Rata Synchronous Dynamic Random Access Memory,DDR SDRAM)的信号完整性问题已成为设计难点。文中提出了一种基于ANSYS软件和IBIS 5.0模型的DDR4 SDRAM信号完整... 半导体技术快速发展,双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data Rata Synchronous Dynamic Random Access Memory,DDR SDRAM)的信号完整性问题已成为设计难点。文中提出了一种基于ANSYS软件和IBIS 5.0模型的DDR4 SDRAM信号完整性仿真方法。利用IBIS 5.0模型中增加的复合电流(Composite Current)、同步开关输出电流等数据,对DDR4 SDRAM高速电路板的信号完整性进行更准确的仿真分析。仿真结果表明:高速信号在经过印制板走线和器件封装后,信号摆幅和眼图都有明显恶化;在仿真电路的电源上增加去耦电容后,信号抖动和收发端同步开关噪声(Synchronous Switching Noise,SSN)都得到明显改善;在不加去耦电容的情况下,将输入信号由PRBS码换成DBI信号,接收端的同步开关噪声有所改善,器件功耗可以降为原来的一半。 展开更多
关键词 数据速率同步动态随机存取存储器 信号完整性 同步开关噪声
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SABIC全新LNP^(TM)KONDUIT^(TM)改性料具有出色的耐高温性和流动性,可用于复杂设计的DDR内存芯片测试插座
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《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期7-7,共1页
沙特基础工业公司(SABIC)推出了LNP^(TM)KONDUIT^(TM)8TF36E改性料。这是一款新型特种材料,可使用于双倍数据速率(DDR)内存集成电路(ICs)应力测试的老化测试插座(BiTS),可满足测试期间严苛的性能要求。随着DDR集成电路引脚数量增加、测... 沙特基础工业公司(SABIC)推出了LNP^(TM)KONDUIT^(TM)8TF36E改性料。这是一款新型特种材料,可使用于双倍数据速率(DDR)内存集成电路(ICs)应力测试的老化测试插座(BiTS),可满足测试期间严苛的性能要求。随着DDR集成电路引脚数量增加、测试温度上升、尺寸不断缩小,BiTS组件对于材料的性能要求也越来越高。 展开更多
关键词 DDR 特种材料 集成电路 耐高温性 老化测试 数据速率 测试温度 应力测试
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