基于LabVIEW的FPGA模塊FIFO深度設(shè)定實(shí)現(xiàn)

4 數(shù)據(jù)連續(xù)傳輸?shù)?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/LabVIEW">LabVIEW實(shí)現(xiàn)

　　在本文中系統(tǒng)軟件包括兩部分：Host vi和FPGAvi，二者是獨(dú)立而又有聯(lián)系的兩個(gè)部分。Host vi運(yùn)行于主控計(jì)算機(jī)上，FPGA vi運(yùn)行于FPGA上，二者通過(guò)FIFO來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。

　　4.1 FPGA程序設(shè)計(jì)

　　使用圖形化的編程環(huán)境LabVIEW FPGA模塊來(lái)定義FPGA邏輯，除了具有上述的優(yōu)點(diǎn)以外，LabVIEW作為一種并行結(jié)構(gòu)的編程語(yǔ)言，非常適用于FPGA的并行結(jié)構(gòu)，能夠十分方便地實(shí)現(xiàn)多線程并行任務(wù)。

　　當(dāng)FPGA vi開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，從Host vi讀取數(shù)據(jù)的FIFO需要一定的初始化時(shí)間，時(shí)間長(zhǎng)度與FIFO的深度成正比。在初始化期間FIFO輸出一系列的無(wú)效默認(rèn)值。為了不讓無(wú)效值進(jìn)入到下一級(jí)的運(yùn)算中，在DMA方式的FIFO之前加了一個(gè)FIFO函數(shù)——Get Number of Element to Read，該函數(shù)用于獲得FIFO內(nèi)有效數(shù)據(jù)的數(shù)量。當(dāng)有效數(shù)據(jù)的數(shù)量大于0時(shí)，再開(kāi)始進(jìn)行下一級(jí)運(yùn)算?？紤]到FPGA有限的硬件資源和FPGA FIFO最小值的限制，將數(shù)據(jù)的地址寬度設(shè)為M=11，根據(jù)上文分析DMA FIFO的深度設(shè)為2M+5=2 053 KB。

　　4.2 主控計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)

　　Host vi是系統(tǒng)程序的另一部分部分，它具有建立硬件對(duì)象(FPGA)、與硬件通信和圖形顯示等功能。主控計(jì)算機(jī)程序圖如圖6所示，首先要建立與之進(jìn)行通信的硬件對(duì)象，即FPGA;其次配置系統(tǒng)時(shí)鐘、輸出模式;再次創(chuàng)建FIFO，設(shè)置其在主控計(jì)算機(jī)部分的FIFO深度;然后從電子表格讀取數(shù)據(jù)，并循環(huán)查詢FIFO剩余空間的大小，當(dāng)剩余空間大于數(shù)組長(zhǎng)度時(shí)，數(shù)據(jù)寫入FIFO當(dāng)沒(méi)有足夠的空間時(shí)，數(shù)據(jù)保留到下一個(gè)循環(huán)，滿足條件后再寫入FIFO;最后關(guān)閉FIFO應(yīng)用，處理錯(cuò)誤。

　　當(dāng)輸入數(shù)組長(zhǎng)度分別為300和1 000，形狀如圖7所示的波形時(shí)，輸出數(shù)據(jù)的波形如圖8所示。由于AD9857上變頻的原因，使得輸出波形在輸入的矩形包絡(luò)中帶有載波，載波頻率為60 MHz。根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：此處的編程和上述實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是一致的，即FPGA輸出頻率為10 MHz，數(shù)組長(zhǎng)度大于500時(shí)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)的輸出是連續(xù)。同時(shí)此結(jié)果也表明本文中的LabVIEW程序?qū)崿F(xiàn)了數(shù)據(jù)的連續(xù)傳輸。

　　5 結(jié)語(yǔ)

　　通過(guò)設(shè)定合適的FIFO深度，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的連續(xù)傳輸，為后續(xù)的工程設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。該設(shè)定FIFO深度的方法也對(duì)其他使用LabVIEW FPGA模塊的工程設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值。