[實用新型]一種16位SRAM與32位SOPC之間數據傳輸的電路結構

有效

• 申請號: 201320823816.5
• 申請日: 2013-12-10
• 公開（公告）號: CN203689511U
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 李彬華;饒曉慧;李達倫
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G06F13/16
• 分類號: G06F13/16;G06F13/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種16位SRAM與32位SOPC之間數據傳輸的電路結構，屬于嵌入式系統與電子設計自動化（EDA）領域。

背景技術

隨著存儲技術的發展，FPGA?器件由于其低功耗、高性能、低成本和高可靠性等優點，在復雜邏輯電路和數字信號處理領域扮演著重要的角色，與其最為相關的是以FPGA?芯片為核心，借助開發軟件結合外設構成的嵌入式可編程片上系統(SOPC)?的應用。為了適應系統數據交換，FPGA?系統開發的典型應用大都是以FPGA?芯片為基礎，構建一個基本的微處理器（CPU）系統，并在外部配接閃存（Flash）和隨機存儲器(RAM)。閃存用來存儲FPGA的配置信息和CPU處理程序，配置信息和處理程序可于系統上電時，由FPGA內嵌的閃存配置控制器對FPGA芯片自動完成配置并引導處理程序在隨機存儲器中運行。隨機存儲器用于運行CPU處理程序和處理任意類型數據，任意類型數據可以是以二進制方式存儲的圖像、聲音數據等等。

Altera公司的FPGA開發軟件QuartusⅡ默認的內嵌式SOPC系統為基于Avalon?總線結構的可裁剪的32位軟核CPU——NiosⅡ，常規使用方法是利用兩片16位的SRAM構成32位擴展隨機存儲器，采用Altera自帶的SRAM?IP組件時，不需要調整數據位寬。若采用單片16位的SRAM作為擴展隨機存儲器，在創建SOPC?器件框架時，就不能使用SOPC?現成的組件庫提供的成型SRAM?IP組件，而必須按照Avalon?總線規范自行構建其IP組件。

FPGA工作頻率較高，對于CCD成像之類的高速低噪聲應用場合，成像控制、視頻信號處理與A/D?轉換、數據傳輸、測試和功能擴展等端口占用了FPGA?芯片大量的I?/O?資源，從系統可靠性和芯片引腳資源的合理分配利用出發，本發明中嵌入式系統板使用了單片SRAM（如IDT71V416S10，或IS61LV25616AL-10T，亦或IS61LV51216AL-10T）作為擴展隨機存儲器。

發明內容

本實用新型提供了一種16位SRAM與32位SOPC之間數據傳輸的電路結構，以用于解決芯片引腳資源的合理分配的問題及克服數字信號傳遞過程中的開關噪聲。

本實用新型的技術方案是：一種16位SRAM與32位SOPC之間數據傳輸的電路結構，包括FPGA?主芯片1、16位SRAM芯片2、上拉電阻網絡3、電源濾波網絡4、外圍電路5；FPGA?主芯片1上電后通過18或19位寬的地址總線、16位寬的數據總線和5根控制信號線與16位SRAM芯片2相連接，控制信號線均通過阻值為10K的上拉電阻網絡3接3.3V直流電源，16位SRAM芯片2與電源濾波網絡4相連接，外圍電路5與FPGA主芯片1相連接。

所述外圍電路5包括基準時鐘電路、閃存、擴展I/O接口、FPGA配置接口、串行FLASH配置接口。

所述16位SRAM芯片2與電源濾波網絡4相連接為16位SRAM芯片2的電源引腳與地兩端并聯三個去耦電容，其取值分別為0.1uF、1000pF和10uF。

還包括外部控制電路6，其與FPGA?主芯片1相連接。

本實用新型的工作原理是：FPGA主芯片1采用Altera公司生產的EP3C16Q240芯片，上電后可形成一個32位的SOPC微處理器（NiosⅡ）系統，通過地址總線、數據總線和5根控制信號線與16位SRAM芯片2相連，控制信號線均接上拉電阻網絡3；16位SRAM2芯片工作時需要穩定的電源，所以還需要接電源濾波網絡4。

IDT71V416S10?容量=2¹⁸×16=262，144×16=4194304bit，即256k×16=4Mbit。對于IS61LV51216AL，容量=2¹⁹×16=524，288×16=4194304bit，即512k×16=8Mbit。

SRAM芯片為18/19?位地址、16?位數據寬度的靜態隨機存儲器，如IDT71V416S10，或IS61LV25616AL-10T，亦或IS61LV51216AL-10T。Avalon?總線的基本傳輸模式是在一個主外設和一個從外設之間進行單字節、半字或字（8、16或32?位）的傳輸。在32?位SOPC?系統中，由于Avalon?總線可以直接對數據總線的低16?位或低幾位進行讀寫，在符合Avalon?總線規范情況下，擴展RAM可以定義為不同的數據位寬。