基于SOPC的数据发生系统设计

式中：Qi(i＝1，…，8)为电路的现态。
2.2 乒乓结构模块
2.2.1 乒乓结构的硬件实现
为了提高系统的传输速率，两片SRAM构成了乒乓缓存结构，即在一片执行写操作的同时，另一片在执行读操作。乒乓结构模块的原理如图2所示，P1口与数据产生模块相连接，仅具有写入功能，P2口设计为Avalon从端口，与Avalon总线相连仅具有读出功能。

对于数据产生模块而言，由于仅具有并行数据的输出，没有地址和控制信号端口，故它无法直接对SRAM进行写操作，因而要求乒乓结构模块有地址产生功能。P1口的CLK作为计数器的脉冲源，计数器的输出作为SRAM的地址。DBl连接数据产生模块的输出端。CBl为控制信号，因为P1口只有写入功能，所以其we_n恒接低，oe_n恒接高。
P2口为只有读出功能的Avalon从端口，所以AB2为从端口的地址线address；DB2为数据线readdata；CB2中的we_n为读信号线read，oe_n恒接低。由于两片SRAM始终处于工作状态，所以相应的片选信号chip_select_n恒接低。
两片SRAM在P1口和P2口之间的切换的控制信号即chipselect，由计数器产生。当计数值小于262 144时，chipselect接低，SR1与P1口相接，SR2与P2口相接；当计数值在262 144～524 288之间时，chipselecl接高，SR1与P2口相接，SR2与P1口相接。当计数值到达524 288时，计数器清零。
2.2.2 Avalon从外设的端口信号设计
系统中，数据产生模块与乒乓结构模块结合为一个模块，通过P2口挂在Avalon总线上。该模块的信号列表如图3所示。其中，avalon_slave_O接口类型的信号与Avalon总线相连接，而conduit_end接口类型的信号与SRAM相连接。图3中的Avalon从端口即为P2口，采用了流水线读传输的模式，这种模式能在前一次传输返回readdata前开始一次新的传输，增加了带宽。

2.2.3 动态地址对齐及其时许设计
Avalon总线模块能够适应主从外设的不同宽度和不匹配的数据宽度。当系统中村子不匹配的存储口时，要考虑地址对齐问题。对于存储器类型的外设，采用动态地址对齐方式。IDT71V416型SRAM是静态RAM，属于存储器型外设，所以该Aalon从端口采用动态地址对齐方式，如图4所示。选用动态地址对齐方式，使得主端口能连续地对从外设进行读写，并使系统将外设认作存储器型外设。

根据IDT71V416型SRAM手册中读写时序的各时间参数值设定set up，read wait，write wait及holdtime的时间均为10 ns，使该端口既符合Avalon总线读写时序的要求，又符合IDT71V416型SRAM的读写时序的要求，如图5所示。