基于FPGA+DSP架构的高速通信接口设计与实现

　　在雷达信号 dspfpga 处理、数字图像处理等领域中，信号处理的实时性至关重要。由于fpga芯片在大数据量的底层算法处理上的优势及dsp芯片在复杂算法处理上的优势，dsp+fpga的实时信号处理系统的应用越来越广泛。adi公司的tigersharc系列dsp芯片浮点处理性能优越，故基于这类。dsp的dsp+fpga处理系统正广泛应用于复杂的信号处理领域。同时在这类实时处理系统中，fpga与dsp芯片之间数据的实时通信至关重要。

　　tigersharc系列dsp芯片与外部进行数据通信主要有两种方式：总线方式和链路口方式。链路口方式更适合于fpga与dsp之间的实时通信。随着dspfpga实时信号处理运算量的日益增加，多dsp并行处理的方式被普遍采用，它们共享总线以互相映射存储空间，如果再与fpga通过总线连接，势必导致fpga与dsp的总线竞争。同时采用总线方式与fpga通信，dsp的地址、数据线引脚很多，占用fpga的i／o引脚资源太多。而dspfpga采用链路口通信不但能有效缓解dsp总线上的压力，而且传输速度快，与fpga之间的连线相对也少得多，故链路口方式更适合于fpga与dsp之间进行实时数据通信。

　　ts201与ts101的性能比较，但没有针对两者的链路口进行详细介绍，本文对两者的链路口进行了细致的分析和比较。所设计的采集系统中，dsp与fga的通信仅限于fpga发、ts101收的单工通信；给出了fpga内部没计ts101链路口的框图，但只给出了简单的介绍，无法给设计者以参考。本文采用altera公司cyclone系列芯片ep1c12实现了与ts101／ts201两种芯片的链路口的双工通信，并给出了具体的设计实现方法。其中ts101的设计已经成功应用于某信号dspfpga处理机中。

　　1 ts101和ts201的链路口分析与比较

　　ts101和ts210都是高性能的浮点dspfpga处理芯片，目前两者都广泛应用于复杂的信号处理领域。ts201是继ts101之后推出的新型芯片，核时钟最高可达600mhz，其各类性能也相对优于ts101，而且ts201的链路口采用了低压差分信号lvds技术，功耗更低、抗噪声性能更好。表1列出了两种dspfpga芯片链路口性能的详细比较，其中ts101核时钟工作在250mhz，ts201核时钟工作在500mhz。