基于FPGA的空間目標碰撞預警系統
加入技術(shù)交流群
4．2 MicroBlaze軟核控制器與CAM的連接
在FPGA芯片中配置一個(gè)MicroBlaze軟核控制器以實(shí)現對CAM的一系列控制，如復位、寫(xiě)入數據、讀取數據等，MicroBlaze通過(guò)PLB總線(xiàn)與CAM相連，同時(shí)為便于調試，在PLB總線(xiàn)上連接了串口等外設模塊，系統模塊圖如圖5所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/191257.htm
4．3 系統執行
系統執行過(guò)程中，Microblaze作為控制器通過(guò)執行由C語(yǔ)言編寫(xiě)的軟件程序實(shí)現對CAM的控制，它的具體操作流程如圖6所示。
在系統內部，整個(gè)工程的實(shí)現和下載共分成4步：首先產(chǎn)生系統的硬件網(wǎng)表，即對嵌入式系統進(jìn)行綜合；其次產(chǎn)生系統硬件架構的比特流文件；再次編譯軟件，并將軟件代碼生成的比特流和系統硬件的比特流合二為一，構成完整的系統描述比特流；最后將完整的比特流下載到FPGA芯片中。
4．4 驗證結果分析
經(jīng)過(guò)對處理結果分析可知，此系統驗證了設計算法的正確性。所搭建系統時(shí)鐘頻率為62．5 MHz，時(shí)鐘周期為16 ns，通過(guò)在代碼內部添加時(shí)鐘計數器，并且使用ChipScope邏輯分析儀進(jìn)行波形分析，可知系統執行一次篩選操作所需要的時(shí)鐘周期數為114 296 649個(gè)，即1．8 s左右。
4．5 系統擴展能力分析
在后續研究中通過(guò)對CAM容量的擴展，可以增加待篩選目標的數量。CAM容量的擴展，需要占用更多的FPGA芯片資源，同時(shí)其運行頻率會(huì )有所降低，以某Spartan3A芯片為例，三者之間的關(guān)系如表3、表4、表5所示。
考慮到成本問(wèn)題，本設計所使用的芯片為賽靈思公司的型號為XC3S700AN，由表3～表5可知，在擴展CAM容量時(shí)，需要綜合考慮所需CAM容量、所選FPGA芯片資源情況以及運行頻率三者之間的關(guān)系。
5 結論
采用賽靈思公司MicroBlaze軟核控制器和內容可尋址存儲器(CAM)所搭建的目標碰撞預警平臺實(shí)現了總目標數為16的目標群中危險目標的篩選操作。軟核控制器與CAM模塊同在一片FPGA芯片中實(shí)現，管理和操作起來(lái)比較方便，便于系統實(shí)現小型化、集成化。受到FPGA自身容量的限制，在擴展CAM容量時(shí)可以考慮選用更大容量的FPGA芯片，或者應用外接大容量專(zhuān)有CAM芯片，實(shí)現大規模目標的并行匹配操作。
評論