SDRAM文件結構存儲控制的FPGA實現
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基于文件結構的存儲方式便于對數據進行管理與操作，功能擴展容易。例如有些處理只對數據的幀頭信息進行相關操作，基于文件結構的存儲模式可以很方便地支持這種工作模式，只需對緩存介質的幀頭區(qū)進行操作，而傳統的設計則很難滿足這種需求，因此新的設計極大地提高了系統的靈活性。
2．2 數據重組幀的實現
在設計上，用SDRAM的BANK0(BANK地址“00)和BANKl(BANK地址“01”)存儲原始數據，BANK2(BANK地址“10”)存儲要送往后端計算的數
據，BANK3(BANK地址“11”)存儲數據的幀頭信息。系統在接收到數據重組幀命令后，按照要求抽取，幀數，幀長和幀間隔從低BANK區(qū)讀取原始數據送入數據重組幀模塊形成新的數據幀結構，然后將新的數據幀結構按照文件結構存儲到高BANK區(qū)中。其實現框圖如圖3所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/162810.htm
3 控制模塊的結構化狀態(tài)機設計
在系統架構上采用了結構化狀態(tài)機的設計方法，通過分層有限狀態(tài)機實現了主控狀態(tài)機與具體操作控制狀態(tài)機的分離，使設計結構清晰，劃分合理。降低了設計的復雜性，同時使系統更具有通用性。
3．1 高層工作模式主控狀態(tài)機設計
該緩存系統有3種工作模式：寫模式，讀模式和數據重組幀模式。其狀態(tài)轉移圖如圖4所示。
系統在空閑狀態(tài)等待SDRAM初始化完成，當SDRAM完成初始化以后進入準備狀態(tài)，表示系統可以接收命令，在收到寫命令后進入寫工作模式，低層寫輔助控制模塊激活，當完成寫操作命令后產生一寫完成標志信號，反饋回主控系統促使主控系統完成狀態(tài)跳轉回到準備狀態(tài)等待下一次命令，收到讀取命令后系統進入讀工作模式，低層讀輔助控制模塊開始工作當完成讀取操作后產生一讀完成標志信號，反饋回主控系統使其回到準備狀態(tài)等待命令，同樣系統收到數據重組幀命令后進人數據重組幀模式，低層重組幀輔助控制模塊開始工作完成重組幀任務后產生標志信號控制主控狀態(tài)機再次回到準備狀態(tài)，等待下一次命令。
這種結構化狀態(tài)機的設計，層次劃分合理清晰，工作模式的切換只在主控狀態(tài)機中實現，各低層輔助控制模塊僅僅實現其特定的功能，完全沒有交互。因此這種設計可以很方便地進行功能擴展，以后系統要增加新的工作模式，只需再加入一個狀態(tài)，并單獨設計其輔助控制模塊即可，無需對原有工作模式進行改動。同時，這種分層設計符合模塊化設計的思想，降低了設計的復雜性，易于調試。
3．2 低層寫輔助控制模塊的設計
寫輔助控制模塊用來實現對原始數據和第1次計算數據基于文件結構的存儲。為了提高系統效率，第1次計算所需的數據和原始數據同時存儲。其總體設計框圖如圖5所示。
寫輔助控制模塊在主控狀態(tài)機進入寫工作模式時激活，通過將原始數據分為2路，一路進入原始數據緩存控制模塊實現對原始數據的緩存，當原始數據的數據量積累到SDRAM一次突發(fā)寫所需長度時，該控制模塊發(fā)出寫標志信號通知寫模式控制狀態(tài)機，寫模式控制狀態(tài)機響應寫標志信號，向SDRAM驅動控制器發(fā)出寫指令字控制SDRAM將原始數據寫入SDRAM的原始數據區(qū)；另一路進入1st計算數據構造與緩存控制模塊，該模塊用來完成1st計算數據的幀頭與數據的構造和緩存，當幀頭構造完畢時，通知寫模式控制狀態(tài)機，將幀頭(包含數據存儲首地址信息)寫入到SDRAM的幀頭區(qū)中，同時當新數據量達到一次突發(fā)寫入時，將新數據寫入SDRAM的計算數據區(qū)中，直到將所有數據都寫入到SDRAM的對應區(qū)內，寫模式控制狀態(tài)機發(fā)出寫完成標志信號，反饋給高層主控狀態(tài)機。
3．3 低層讀輔助控制模塊的設計
讀輔助控制模塊，接收讀指令字，該指令字包括幀數、幀長和偏移地址。幀數表征著本次命令要從SDRAM中讀取多少幀數據，幀長表示每幀數據要讀取的長度(按采樣點數算)，偏移地址控制對數據的移位讀操作。按照指令要求從SDRAM的高BANK區(qū)，讀出數據送往后端。圖6是其總體設計框圖。
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