存储器是现代电子系统的核心器件之一,常用于满足不同层次的数据交换与存储需求.然而频率提高、时钟抖动、相位漂移以及不合理的布局布线等因素,都可能导致CPU对存储器访问稳定性的下降.针对同步动态随机读写存储器(synchronous dynamic random access memory,SDRAM)接口的时钟信号提出了一种自适应同步的训练方法,即利用可控延迟链使时钟相位按照训练模式偏移到最优相位,从而保证了存储器访问的稳定性.在芯片内部硬件上提供了一个可通过CPU控制的延迟电路,用来调整SDRAM时钟信号的相位.在系统软件上设计了训练程序,并通过与延迟电路的配合来达到自适应同步的目的:当CPU访问存储器连续多次发生错误时,系统抛出异常并自动进入训练模式.该模式令CPU在SDRAM中写入测试数据并读回,比对二者是否一致.根据测试数据比对结果,按训练模式调整延迟电路的延迟时间.经过若干次迭代,得到能正确访问存储器的延迟时间范围,即"有效数据采样窗口",取其中值即为SDRAM最优时钟相位偏移,完成训练后对系统复位,并采用新的时钟相位去访问存储器,从而保证读写的稳定性.仿真实验结果表明,本方法能迅速而准确地捕捉到有效数据采样窗口的两个端点位置,并以此计算出最佳的延迟单元数量,从而实现提高访问外部SDRAM存储器稳定性的目的.
在控制器局域网(controller area network,CAN)总线通信中,位时序的处理关系到CAN能否正确地收发数据.基于总线标称位时间的周期结构及位同步的工作原理,提出CAN 2.0协议标称位时间的一种优化方法,即将传统的标称位时间由4个互不交叠的段简化成3个互不交叠的段,并在此基础上提出一种基于同步状态机的CAN总线位时序处理器的设计方法,提供可编程的时间段来补偿传播延迟时间和相位漂移,并对设计的电路进行仿真与验证.结果表明,相对于CAN协议规范标称位时间的4个互不交叠的段,减少了整个位时序处理过程使用的寄存器,简化了执行位同步的步骤,能更简便地处理CAN总线通信的位时序,实现了CAN总线协议中对位定时和位同步的控制,更好地优化了CAN网络的性能.
多核技术是现在提高芯片性能的主要方法;区别于传统以PC和DSP为核心的车牌识别系统,以FPGA为核心,利用SOPC技术构建了车牌识别多核处理器;给出了一种基于多核的车牌识别架构,在该多核处理器中,以3个Nios II软核为主要处理器核处理车牌定位、字符特征识别提取及识别等处理,同时构建硬件加速器作为协处理器处理图像增强、边缘检测和膨胀、腐蚀等数学形态学处理;在CQ片上路由器基础上,构建了NOC用以实现片上多核通信;另外,为了保证路由器与多处理器核之间的快速、并行通信,加入了数据驱动模块;整个系统在Altera Cyclone IV FPGA上实现了车牌的识别;这种片上系统设计方法具有硬件设计灵活,可扩展性强等优点,能有效地降低系统软硬件设计的难度,缩短开发周期,并提高设计的可靠性。
