论文摘要
近年来,DVB 业务在全球范围内迅速发展。据预测,我国未来几年将有上千亿的 DVB 市场。DVB-S 卫星数据接收系统——IPOD 系统在这样的市场需求下诞生了。IPOD 系统完成 DVB-S 的信号接收,在个人电脑上播放图文信息和多媒体节目。IPOD 系统的直接应用领域是国家推出的“双农项目”。IPOD 系统分为硬件和软件两个部分:硬件负责 TS 包接收,进行协议处理;软件负责把 TS 包拼装成 IP 包,在个人电脑上播放。IPOD 系统的核心是一块ASIC 芯片,TS 包经过芯片的 PID 过滤、解扰,再通过 PCI 接口以 DMA 方式传送到主机。本论文工作的重点就是 IPOD 芯片的高速通道设计。在设计的过程中,首先要考虑满足芯片的功能的要求,实现 DVB-S 数据的接收;同时也要考虑系统的可移植性,便于未来向 DVB-T/DVB-C 的业务拓展;此外,由于是产品化的设计,必须要在开发周期有限的情况下,保证系统的稳定性和低成本。那么,所谓“高速”通道,不但包括高效的数据通道,而且包括可靠的控制通道。PCI接口是数据通道和控制通道的基础,它是以集成 PCI 核来实现的。DMA 控制器是数据通道的引擎,这里我们采用了链式 DMA 的策略,大幅度地提高了硬件传输的带宽。控制通道的设计内容包括本地总线、多时钟域、复位网络等方面的设计。论文将详细介绍 IPOD 芯片的设计方案以及 ASIC 的实现方法。研究采用的基本方法有计算机仿真,现场实验,理论分析。利用各种 EDA 工具完成系统的仿真、综合、时序分析等工作,搭建 FPGA 原型验证系统,在实际环境中调试,测试实际数据,利用这些数据为链式 DMA 控制器建立模型,进行理论分析。结果表明链式 DMA 的硬件带宽可以达到 476.6Mbps,这完全符合未来业务扩展的需求。ASIC 设计的周期长,成本高,任务复杂。对于 IPOD 系统,我们首先基于PCI 开发板验证了本地逻辑,然后开发了自己的 FPGA 原型验证系统,并且已经在 DVB-S 的信号环境中稳定运行,最后再进入 ASIC 设计和生产阶段。目前我们已经完成了 ASIC 设计的全部工作,等待 Fujitsu 公司流片量产。
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