基于FPGA的空间目标碰撞预警系统
4．2 MicroBlaze软核控制器与CAM的连接
在FPGA芯片中配置一个MicroBlaze软核控制器以实现对CAM的一系列控制，如复位、写入数据、读取数据等，MicroBlaze通过PLB总线与CAM相连，同时为便于调试，在PLB总线上连接了串口等外设模块，系统模块图如图5所示。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/191257.htm
4．3 系统执行
系统执行过程中，Microblaze作为控制器通过执行由C语言编写的软件程序实现对CAM的控制，它的具体操作流程如图6所示。
在系统内部，整个工程的实现和下载共分成4步：首先产生系统的硬件网表，即对嵌入式系统进行综合；其次产生系统硬件架构的比特流文件；再次编译软件，并将软件代码生成的比特流和系统硬件的比特流合二为一，构成完整的系统描述比特流；最后将完整的比特流下载到FPGA芯片中。
4．4 验证结果分析
经过对处理结果分析可知，此系统验证了设计算法的正确性。所搭建系统时钟频率为62．5 MHz，时钟周期为16 ns，通过在代码内部添加时钟计数器，并且使用ChipScope逻辑分析仪进行波形分析，可知系统执行一次筛选操作所需要的时钟周期数为114 296 649个，即1．8 s左右。
4．5 系统扩展能力分析
在后续研究中通过对CAM容量的扩展，可以增加待筛选目标的数量。CAM容量的扩展，需要占用更多的FPGA芯片资源，同时其运行频率会有所降低，以某Spartan3A芯片为例，三者之间的关系如表3、表4、表5所示。
考虑到成本问题，本设计所使用的芯片为赛灵思公司的型号为XC3S700AN，由表3～表5可知，在扩展CAM容量时，需要综合考虑所需CAM容量、所选FPGA芯片资源情况以及运行频率三者之间的关系。
5 结论
采用赛灵思公司MicroBlaze软核控制器和内容可寻址存储器(CAM)所搭建的目标碰撞预警平台实现了总目标数为16的目标群中危险目标的筛选操作。软核控制器与CAM模块同在一片FPGA芯片中实现，管理和操作起来比较方便，便于系统实现小型化、集成化。受到FPGA自身容量的限制，在扩展CAM容量时可以考虑选用更大容量的FPGA芯片，或者应用外接大容量专有CAM芯片，实现大规模目标的并行匹配操作。
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