PCIE工程bd上ddr3和xdma ip核通過axi connect.互聯(lián)，數(shù)據(jù)怎么交互？

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今天給大俠帶來在FPAG技術(shù)交流群里平時討論的問題答疑合集（二十八），以后還會多推出本系列，話不多說，上貨。

Q：有個pcie工程，bd上有ddr3和xdma ip核。通過axi connect.互聯(lián)。數(shù)據(jù)怎么交互?

問下，xdma工作機制是啥，是怎么通過總線實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互的。我這有個pcie工程，bd上有ddr3和xdma ip核。通過axi connect.互聯(lián)。數(shù)據(jù)是怎么交互。

A：XDMA（Xilinx DMA）是一種高性能直接內(nèi)存訪問引擎，主要用于在不同設(shè)備之間實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸。

一、XDMA 的工作機制

XDMA 通常在 FPGA 中實現(xiàn)，它可以在主機（如 PC）和 FPGA 之間，或者在 FPGA 內(nèi)部不同的 IP 核之間進行數(shù)據(jù)傳輸。其工作機制主要包括以下幾個方面：

1. 命令解析：接收來自主機或其他控制模塊的命令，解析命令以確定數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较?、地址、長度等參數(shù)。

2. 地址生成：根據(jù)命令生成數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑吹刂泛湍康牡刂?。在與 DDR3 交互時，會生成 DDR3 的內(nèi)存地址。

3. 數(shù)據(jù)傳輸控制：控制數(shù)據(jù)在總線（如 PCIe 總線）上的傳輸。它可以實現(xiàn)突發(fā)傳輸、分散/聚集傳輸?shù)饶Ｊ?，以提高?shù)據(jù)傳輸效率。

4. 狀態(tài)反饋：向控制模塊反饋數(shù)據(jù)傳輸?shù)臓顟B(tài)，如傳輸完成、錯誤等。

二、通過總線實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互的方式

1. PCIe 總線：PCIe 是一種高速串行總線，XDMA 通過 PCIe 接口與主機連接。在數(shù)據(jù)傳輸時，XDMA 將數(shù)據(jù)打包成 PCIe 事務(wù)，并通過 PCIe 總線發(fā)送到主機或從主機接收數(shù)據(jù)。PCIe 總線提供了高帶寬和低延遲的數(shù)據(jù)傳輸通道。

2. AXI 總線：在 FPGA 內(nèi)部，XDMA 通常通過 AXI 總線與其他 IP 核（如 DDR3 控制器）進行連接。AXI 是一種高性能、低延遲的總線協(xié)議，支持多種數(shù)據(jù)傳輸模式，如突發(fā)傳輸、非對齊傳輸?shù)取?/p>

三、在你的工程中的數(shù)據(jù)交互過程

在你的 PCIe 工程中，數(shù)據(jù)交互過程如下：

1. 當(dāng)主機需要向 FPGA 中的 DDR3 寫入數(shù)據(jù)時，主機通過 PCIe 總線將數(shù)據(jù)發(fā)送給 XDMA。

2. XDMA 接收到數(shù)據(jù)后，通過 AXI Connect 將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給 DDR3 IP 核，DDR3 IP 核將數(shù)據(jù)寫入 DDR3 內(nèi)存。

3. 當(dāng) FPGA 需要讀取 DDR3 中的數(shù)據(jù)并發(fā)送給主機時，DDR3 IP 核通過 AXI Connect 將數(shù)據(jù)發(fā)送給 XDMA。

4. XDMA 將數(shù)據(jù)打包成 PCIe 事務(wù)，并通過 PCIe 總線發(fā)送給主機。

總結(jié)一下，XDMA 通過 PCIe 總線與主機進行數(shù)據(jù)交互，通過 AXI 總線與 FPGA 內(nèi)部的其他 IP 核進行連接，實現(xiàn)了高速數(shù)據(jù)傳輸。

Q：FPGA數(shù)字信號處理問題，這樣處理可行嗎？

在做項目的時候遇到一個問題，求大佬們解答一下

要求對頻率范圍為5Hz到5000Hz的三路振動信號進行采集，打算用一塊AD復(fù)用三個通道來進行采集，采樣頻率打算用60KHz，那么每通道的實際采樣頻率是不是就是20KHz呢？這樣是不是就能滿足每通道采樣頻率為信號頻率的4倍呢？

對采集到的信號進行fft處理，以得到指定頻率點的幅度值，指定的頻率點都集中在200Hz以內(nèi)，且都精確到了小數(shù)點后一位，也就是說頻率分辨率得是0.1才能將這些信號區(qū)分出來，這樣的話fft點數(shù)得是20K*2/0.1 ,達到了40萬以上(不知道我這樣算對不對)，那么fpga是不是沒辦法做了呢，我看7系fpga的fft ip核最大點數(shù)也就到65536。

如果我將采集到的數(shù)據(jù)通過一個數(shù)字濾波器，將200Hz以上頻率的信號全部濾除，再做fft，這樣可處理可行嗎？

A：以下是對問題的分析以及給出的一些小建議，僅供參考：

一、關(guān)于采樣頻率分配

如果用一塊 AD 復(fù)用三個通道進行采集，采樣頻率為 60kHz，理論上平均分配給三個通道時，每通道的實際采樣頻率約為 20kHz。但在實際應(yīng)用中，由于復(fù)用的方式可能會引入一些不確定性，不能簡單地認為完全平均分配。對于頻率范圍為 5Hz 到 5000Hz 的信號，一般來說，采樣頻率為信號最高頻率的 2 倍以上就能較好地還原信號，但為了更好的效果通常取 4 倍及以上。在這種情況下，20kHz 的采樣頻率對于 5000Hz 的信號滿足了 4 倍的關(guān)系。

二、關(guān)于 FFT 點數(shù)計算

對于頻率分辨率的計算方法基本正確。如果要區(qū)分出精確到小數(shù)點后一位且集中在 200Hz 以內(nèi)的頻率點，頻率分辨率為 0.1Hz 時，根據(jù)采樣頻率和頻率分辨率的關(guān)系（采樣頻率/FFT 點數(shù) = 頻率分辨率），F(xiàn)FT 點數(shù)確實需要達到 20kHz/0.1 = 200000，遠超過一般 FPGA 的 FFT IP 核最大點數(shù)。

三、關(guān)于數(shù)字濾波后再做 FFT

這種方法在一定程度上是可行的。通過數(shù)字濾波器將 200Hz 以上頻率的信號濾除，可以降低數(shù)據(jù)量和處理復(fù)雜度。但需要注意以下幾點：

1. 數(shù)字濾波器的設(shè)計要合理，確保能夠有效地濾除不需要的頻率成分，同時對 200Hz 以內(nèi)的信號影響最小。

2. 濾波后的信號可能會出現(xiàn)一些失真或相位變化，需要評估這些影響對最終結(jié)果的準確性。

3. 即使經(jīng)過濾波，F(xiàn)FT 的點數(shù)仍然可能比較大，需要進一步優(yōu)化算法或考慮其他處理方式，比如分段處理再拼接結(jié)果等。

總之，這種處理方法有一定的可行性，但需要仔細設(shè)計和驗證各個環(huán)節(jié)，以確保滿足項目的要求。

Q：關(guān)于單片機項目的疑問，有人能解答一下嗎?

目前大一，自學(xué)了51，不能說都會了 ，但還是不想只停留于買的現(xiàn)成的開發(fā)版，想自己做一些簡單的項目，應(yīng)該怎么入手呢？電路設(shè)計怎么自己搞，還有什么知識要學(xué)嗎 求推薦路線

各位佬給給意見謝謝謝謝謝謝。

A：對于大一的你來說，有這樣的想法以及學(xué)習(xí)熱情非常好。以下是一些入手單片機項目的建議和學(xué)習(xí)路線：

一、確定項目目標(biāo)

首先，選擇一個簡單的項目目標(biāo)，例如：

1. 制作一個數(shù)字時鐘，顯示時間并具備設(shè)置時間的功能。

2. 設(shè)計一個溫度傳感器讀取系統(tǒng)，能夠?qū)崟r顯示溫度值。

3. 制作一個簡單的音樂播放器，能夠播放幾首預(yù)設(shè)的音樂。

二、學(xué)習(xí)電路設(shè)計基礎(chǔ)知識

1. 了解電子元件：

? 學(xué)習(xí)常見的電子元件，如電阻、電容、電感、二極管、三極管等的基本特性和用途。

? 掌握如何識別元件的參數(shù)和規(guī)格，以及如何選擇合適的元件。

2. 學(xué)習(xí)電路原理圖繪制：

? 掌握使用電路設(shè)計軟件，如 Altium Designer、Eagle 等繪制電路原理圖的方法。

? 了解電路符號和連線的規(guī)范，能夠正確地繪制出簡單的電路原理圖。

3. 學(xué)習(xí) PCB 設(shè)計：

? 了解 PCB（印刷電路板）的制作流程和基本原理。

? 學(xué)習(xí)使用 PCB 設(shè)計軟件，如 KiCad、PADS 等設(shè)計簡單的 PCB 板。

三、學(xué)習(xí)單片機編程知識

1. 深入學(xué)習(xí) 51 單片機編程：

? 進一步掌握 51 單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理。

? 學(xué)習(xí)使用 C 語言或匯編語言進行單片機編程，掌握常見的編程技巧和算法。

? 學(xué)習(xí)如何使用單片機的定時器、中斷、串口通信等功能模塊。

2. 學(xué)習(xí)其他單片機平臺：

? 了解其他常見的單片機平臺，如 Arduino、...

今天先整理三個問題答疑，后續(xù)還會持續(xù)推出本系列。