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

大俠好，歡迎來(lái)到FPGA技術(shù)江湖，江湖偌大，相見(jiàn)即是緣分。大俠可以關(guān)注FPGA技術(shù)江湖，在“闖蕩江湖”、"行俠仗義"欄里獲取其他感興趣的資源，或者一起煮酒言歡?！爸缶蒲詺g”進(jìn)入IC技術(shù)圈，這里有近100個(gè)IC技術(shù)公眾號(hào)。

今天給大俠帶來(lái)在FPAG技術(shù)交流群里平時(shí)討論的問(wèn)題答疑合集（二十八），以后還會(huì)多推出本系列，話不多說(shuō)，上貨。

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

問(wèn)下，xdma工作機(jī)制是啥，是怎么通過(guò)總線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互的。我這有個(gè)pcie工程，bd上有ddr3和xdma ip核。通過(guò)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(wèn)引擎，主要用于在不同設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸。

一、XDMA 的工作機(jī)制

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

1. 命令解析：接收來(lái)自主機(jī)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(zhǎng)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(shí)，會(huì)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(shí)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(cuò)誤等。

二、通過(guò)總線實(shí)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(guò) PCIe 接口與主機(jī)連接。在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，XDMA 將數(shù)據(jù)打包成 PCIe 事務(wù)，并通過(guò) PCIe 總線發(fā)送到主機(jī)或從主機(jī)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(guò) AXI 總線與其他 IP 核（如 DDR3 控制器）進(jìn)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(duì)齊傳輸?shù)取?/p>

三、在你的工程中的數(shù)據(jù)交互過(guò)程

在你的 PCIe 工程中，數(shù)據(jù)交互過(guò)程如下：

1. 當(dāng)主機(jī)需要向 FPGA 中的 DDR3 寫入數(shù)據(jù)時(shí)，主機(jī)通過(guò) 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(guò) 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(jī)時(shí)，DDR3 IP 核通過(guò) 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(guò) PCIe 總線發(fā)送給主機(jī)。

總結(jié)一下，XDMA 通過(guò) PCIe 總線與主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，通過(guò) AXI 總線與 FPGA 內(nèi)部的其他 IP 核進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)了高速數(shù)據(jù)傳輸。

Q：FPGA數(shù)字信號(hào)處理問(wèn)題，這樣處理可行嗎？

在做項(xiàng)目的時(shí)候遇到一個(gè)問(wèn)題，求大佬們解答一下

要求對(duì)頻率范圍為5Hz到5000Hz的三路振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行采集，打算用一塊AD復(fù)用三個(gè)通道來(lái)進(jìn)行采集，采樣頻率打算用60KHz，那么每通道的實(shí)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(hào)頻率的4倍呢？

對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行fft處理，以得到指定頻率點(diǎn)的幅度值，指定的頻率點(diǎn)都集中在200Hz以內(nèi)，且都精確到了小數(shù)點(diǎn)后一位，也就是說(shuō)頻率分辨率得是0.1才能將這些信號(hào)區(qū)分出來(lái)，這樣的話fft點(diǎn)數(shù)得是20K*2/0.1 ,達(dá)到了40萬(wàn)以上(不知道我這樣算對(duì)不對(duì))，那么fpga是不是沒(méi)辦法做了呢，我看7系fpga的fft ip核最大點(diǎn)數(shù)也就到65536。

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

A：以下是對(duì)問(wèn)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(gè)通道進(jìn)行采集，采樣頻率為 60kHz，理論上平均分配給三個(gè)通道時(shí)，每通道的實(shí)際采樣頻率約為 20kHz。但在實(shí)際應(yīng)用中，由于復(fù)用的方式可能會(huì)引入一些不確定性，不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為完全平均分配。對(duì)于頻率范圍為 5Hz 到 5000Hz 的信號(hào)，一般來(lái)說(shuō)，采樣頻率為信號(hào)最高頻率的 2 倍以上就能較好地還原信號(hào)，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(duì)于 5000Hz 的信號(hào)滿足了 4 倍的關(guān)系。

二、關(guān)于 FFT 點(diǎn)數(shù)計(jì)算

對(duì)于頻率分辨率的計(jì)算方法基本正確。如果要區(qū)分出精確到小數(shù)點(diǎn)后一位且集中在 200Hz 以內(nèi)的頻率點(diǎn)，頻率分辨率為 0.1Hz 時(shí)，根據(jù)采樣頻率和頻率分辨率的關(guān)系（采樣頻率/FFT 點(diǎn)數(shù) = 頻率分辨率），F(xiàn)FT 點(diǎn)數(shù)確實(shí)需要達(dá)到 20kHz/0.1 = 200000，遠(yuǎn)超過(guò)一般 FPGA 的 FFT IP 核最大點(diǎn)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(guò)數(shù)字濾波器將 200Hz 以上頻率的信號(hào)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(diǎn)：

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

2. 濾波后的信號(hào)可能會(huì)出現(xiàn)一些失真或相位變化，需要評(píng)估這些影響對(duì)最終結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3. 即使經(jīng)過(guò)濾波，F(xiàn)FT 的點(diǎn)數(shù)仍然可能比較大，需要進(jìn)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(xì)設(shè)計(jì)和驗(yàn)證各個(gè)環(huán)節(jié)，以確保滿足項(xiàng)目的要求。

Q：關(guān)于單片機(jī)項(xiàng)目的疑問(wèn)，有人能解答一下嗎?

目前大一，自學(xué)了51，不能說(shuō)都會(huì)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(jiǎn)單的項(xiàng)目，應(yīng)該怎么入手呢？電路設(shè)計(jì)怎么自己搞，還有什么知識(shí)要學(xué)嗎 求推薦路線

各位佬給給意見(jiàn)謝謝謝謝謝謝。

A：對(duì)于大一的你來(lái)說(shuō)，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(jī)項(xiàng)目的建議和學(xué)習(xí)路線：

一、確定項(xiàng)目目標(biāo)

首先，選擇一個(gè)簡(jiǎn)單的項(xiàng)目目標(biāo)，例如：

1. 制作一個(gè)數(shù)字時(shí)鐘，顯示時(shí)間并具備設(shè)置時(shí)間的功能。

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

3. 制作一個(gè)簡(jiǎn)單的音樂(lè)播放器，能夠播放幾首預(yù)設(shè)的音樂(lè)。

二、學(xué)習(xí)電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)

1. 了解電子元件：

? 學(xué)習(xí)常見(jiàn)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(shí)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(jì)軟件，如 Altium Designer、Eagle 等繪制電路原理圖的方法。

? 了解電路符號(hào)和連線的規(guī)范，能夠正確地繪制出簡(jiǎn)單的電路原理圖。

3. 學(xué)習(xí) PCB 設(shè)計(jì)：

? 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(jì)軟件，如 KiCad、PADS 等設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的 PCB 板。

三、學(xué)習(xí)單片機(jī)編程知識(shí)

1. 深入學(xué)習(xí) 51 單片機(jī)編程：

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

? 學(xué)習(xí)使用 C 語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言進(jìn)行單片機(jī)編程，掌握常見(jiàn)的編程技巧和算法。

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

2. 學(xué)習(xí)其他單片機(jī)平臺(tái)：

? 了解其他常見(jiàn)的單片機(jī)平臺(tái)，如 Arduino、...

今天先整理三個(gè)問(wèn)題答疑，后續(xù)還會(huì)持續(xù)推出本系列。