基于FPGA的仿真系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集控制器IP核設(shè)計

　　2 系統(tǒng)設(shè)計

　　基于前述數(shù)據(jù)采集控制過程，本IP核分發(fā)送數(shù)據(jù)和采集數(shù)據(jù)兩種處理機制進行設(shè)計。相應(yīng)地，將本IP核內(nèi)部劃分為IP核控制邏輯模塊、數(shù)據(jù)模式轉(zhuǎn)換模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊、寄存器模塊、總線模塊以及時鐘模塊六部分。其相互關(guān)系如圖3所示。

　　主要模塊功能及其特征描述如下：

　　(1)IP核控制邏輯模塊：負責(zé)整個IP核的控制與運行，當(dāng)接收到主機發(fā)來的工作命令后，該模塊根據(jù)命令的種類（發(fā)送數(shù)據(jù)或采集數(shù)據(jù)）向相應(yīng)的模塊發(fā)送控制命令；出現(xiàn)異常時，本模塊根據(jù)事先定義好的規(guī)則對異常情況進行處理；

　　(2)數(shù)據(jù)模式轉(zhuǎn)換模塊：該模塊在接收到IP核控制邏輯模塊發(fā)來的工作命令后，啟動數(shù)字信號——模擬信號的轉(zhuǎn)換；

　　(3)網(wǎng)絡(luò)通信模塊：采用專用的快速以太網(wǎng)控制器，利用其內(nèi)部集成的控制器及協(xié)議棧，可以方便地與前端模擬設(shè)備連接通信；同時利用其支持10/100 M全雙工傳輸模式的性能，實現(xiàn)快速收發(fā)數(shù)據(jù)的目的；

　　(4)寄存器模塊：包括寄存器訪問和寄存器單元兩部分。寄存器訪問部分的作用在于，當(dāng)寄存器訪問程序被IP核控制邏輯選中調(diào)用時，IP核控制邏輯可通過其對寄存器單元進行讀或?qū)懖僮髟L問；寄存器單元部分作為發(fā)送或采集機制流水線工作時，數(shù)據(jù)流動的中間暫存介質(zhì)。基于本系統(tǒng)的設(shè)計目標，選擇SDRAM作為寄存器單元的硬件支撐，因其讀寫時序較復(fù)雜，需在本系統(tǒng)中集成專用的SDRAM控制器IP 核與其對接[5]；

　　(5)總線模塊：負責(zé)各模塊之間信息的傳輸，如提供Avalon接口供寄存器訪問時使用，它使用Avalon必需的信號來訪問寄存器，并支持任務(wù)邏輯傳輸類型[6]；

　　(6)時鐘模塊：產(chǎn)生相應(yīng)頻率的時鐘供給IP核，時鐘的頻率由系統(tǒng)時鐘頻率分頻所得。