1785-ME32
发布时间：2019-03-07 17:50:38点击率：
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1785-ME32 PCI总线是一种独立于处理器的局部总线，因此通过PCI总线插入扩展板，利用并提升普通PC机和工控机对大规模数字信号处理的运算能力和速度是一项非常具有实用意义的工作。
随着数字技术日益广泛的应用，以现场可编程门阵列（FPGA）为代表的ASIC器件得到了迅速普及和发展，器件集成度和速度都在高速增长。FPGA既具有门阵列的高逻辑密度和高可靠性，又具有可编程逻辑器件的用户可编程特性，可以减少系统设计和维护的风险，降低产品成本，缩短设计周期。FPGA与通用CPU相比又具有如下显著优点： （1）FPGA一般均带有多个加法器和移位器，特别适合多步骤算法中相同运算的并行处理。通用CPU只能提供有限的多级流水线作业。 （2）一块FPGA中可以集成数个算法并行运算。通用CPU一般只能对一个算法串行处理。 （3）基于FPGA设计的板卡功耗小、体积小、成本低，特别适合板卡问的并联。 本文介绍的基于PCI总线的FPGA计算平台的系统实现：通过在PC机上插入扩展PCI卡，对算法进行针对并行运算的设计，提升普通PC机对大计算量数字信号的处理速度。本设计采用5片FPGA芯片及相关周边芯片设计实现这一并行高速计算平台，并在该平台上完成了DES和MD5等算法的加密和解密。文中通过基于MD5算法设计的加密方案（仿Yahoo邮箱的密码校验）进行暴力破解，验证了本系统的可行性以及速度快、性价比高等显著优点。 1785-ME32 系统结构
系统利用普通PC机或工控机进行控制、数据流下载和结果采集，大计算量的数字运算利用IP-CORE技术并行地在FPGA中进行。将数字信号处理的算法设计为一个单元模块，并根据芯片的结构对布局和布线进行优化，该单元模块重复利用的技术被称为IP-CORE技术。在本系统中利用TP-CORE的可重复利用性，通过仲裁逻辑调度数据的分配，从而实现算法的并行处理。 1.1硬件结构 系统中采用5片ALTERA公司的STRATIXEP1Sl0FPGA芯片，其中4片作为数字信号处理算法CORE的载体（文中称为算法FPGA）;l片作为连接PC机与运算CORE的桥接芯片、加载程序、并行总线裁决和中断判决等仲裁逻辑的载体。与PCI总线的接口使用PLX公司的PCI9054芯片。系统硬件结构如图l所示。 1.2逻辑结构 BRIDGEFPGA的程序采用自顶向下的设计方法，其逻辑结构如图2所示，按功能可分为以下部分：顶层模块PCI_FPGA_PARALLEL;与PCI9054的接口模块PCI接口;数据缓存及仲裁部分：数据缓存模块FIFO、寄存器模块regpart、数据回传模块deserial、内部总线仲裁和流控模块CORE接口等。 PCI接口部分实现与PCI9054芯片的接口时序，使得复用的地址和数据分开，产生地址空间的选取及使能信号，便于后端处理。 1785-ME32
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