judy的博客

ZYNQ+Vivado2015.2系列(九)基于AXI总线的等精度频率计(测量数字信号频率)

上一节我们体验了一把PS和PL是怎样联合开发的,这种ARM和FPGA联合设计是ZYNQ的精华所在。这一节我们实现一个稍微复杂一点的功能——测量未知信号的频率,PS和PL通过AXI总线交互数据,实现我们希望的功能。

如何测量数字信号的频率

最简单的办法——在一段时间内计数

在我们设定的时间(Tpr) 内对被测信号的脉冲进行计数, 得Nx, Fx=Nx/Tpr。

Tpr 越大,测频精度越高。这种方法适合于高频信号,因为这里可能会有一个被测信号周期的误差,测量高频信号时误差小。

另一个变种——在一个周期内计数

在 被测信号一个周期内对基准时钟信号计数,得Nx, 基准时钟周期为T, 则Tx=T*Nx, Fx=1/Tx。
被测信号频率越低, 基准时钟频率越高,测量精度越高。因此这种方法适用于低频信号。

二者结合——多个周期同步计数

Xilinx A7 芯片内部结构分析(2)——存储单元

上一篇中提到了SLICEL和SLICEM都可用作ROM,后者还可以作为分布式RAM(Distribute RAM,DRAM)。本篇主要总结的是块状Memory(Block Memory),实际上就是FPGA内部独立于逻辑单元的专用存储器,更像是一种硬核。

1. 基本结构
如下图所示,一个Block Memory的大小为36KB(RAMB36E1),由两个独立的18KB BRAM(Block RAM,RAMB18E1)组成。因此一个36K的Block Memory可配置成4中情形:

  • 全部用于配置成36KB的BRAM;
  • 全部用于配置成36KB的FIFO;
  • 配置成18KB的BRAM和18KB的BRAM;
  • 配置成18KB的BRAM和18KB的FIFO;
  • 为什么不能配置成两个18KB的FIFO呢?因为一个Block Momery中间有一个叫FIFO Logic的结构,它用于生成FIFO控制信号,包括读/写地址等,由于它只有1个且不能共享,所以最多只能配置一个FIFO。

    Xilinx A7 芯片内部结构分析(1)—— CLB

    一直以来,觉得自己关于FPGA方面,摸不到“低”——对底层架构认识不清,够不着“高”——没真正独立做过NB的应用,如高速、复杂协议或算法、神经网络加速等高大上的应用,所以能力和认识水平都处于中间水平。这段时间做时序优化,感觉心有余而力不足了,可能要触及手动布局布线了,打开Device布局图才开始有兴趣探究一些底层结构的东西。

    看吧,资源已经用了80%的A7 200芯片

    看吧,资源已经用了80%的A7 200芯片

    可能翻开任何一本有关FPGA的书籍,上来就会介绍FPGA的历史,原理,内部结构什么的,大部分人看着都极其枯燥,常常要么直接略过,要么就看一遍,久了也就忘记了(部分靠翻译文档的书作者该好好反思)。我硬着头皮去弥补之前缺失的一些基础知识,结合Xilinx A7 芯片,总结一下自己的收获。