FPGA核心概念深度解读


上位机和下位机

上位机是指:人可以直接发出操控命令的计算机,一般是PC,屏幕上显示各种信号变化(液压,水位,温度等)。下位机是直接控制设备获取设备状况的的计算机,一般是PLC/单片机之类的。上位机发出的命令首先给下位机,下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备。下位机不时读取设备状态数据(一般模拟量),转化成数字信号反馈给上位机。简言之如此,真实情况千差万别不离其宗。上下位机都需要编程,都有专门的开发系统。
  在概念上
  控制者和提供服务者是上位机
  被控制者和被服务者是下位机
  也可以理解为主机和从机的关系
  但上位机和下位机是可以转换的
  两机如何通讯,一般取决于下位机。 TCP/IP一般是支持的。但是下位机一般具有更可靠的独有通讯协议,购买下位机时,会带一大堆手册光盘,告诉你如何使用特有协议通讯。里面会举大量例子。一般对编程人员而言一看也就那么回事,使用一些新的API罢了。多语言支持功能模块,一般同时支持数种高级语言为上位机编程。

状态机

第一类,若输出只和状态有关而与输入无关,则称为Moore状态机

第二类,输出不仅和状态有关而且和输入有关系,则称为Mealy状态机

FPGA

FPGA(Field-Programmable Gate Array),即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD等可 编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为 专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可 编程器件门电路数有限的缺点。

FPGA采用了 逻辑单元阵列LCA(Logic Cell Array)这样一个概念,内部包括可配置逻辑模块CLB(Configurable Logic Block)、输入输出模块IOB(Input Output Block)和内部连线(Interconnect)三个部分。 现场可编程门阵列(FPGA)是可 编程器件,与传统逻辑 电路和门阵列(如PAL,GAL及CPLD器件)相比,FPGA具有不同的结构。FPGA利用小型查找表(16×1RAM)来实现组合逻辑,每个查找表连接到一个D 触发器的输入端,触发器再来驱动其他逻辑电路或驱动I/O,由此构成了既可实现组合逻辑功能又可实现时序逻辑功能的基本 逻辑单元模块,这些模块间利用金属连线互相连接或连接到I/O模块。FPGA的逻辑是通过向内部静态 存储单元加载编程数据来实现的,存储在存储器单元中的值决定了 逻辑单元的逻辑功能以及各模块之间或模块与I/O间的联接方式,并最终决定了FPGA所能实现的功能,FPGA允许无限次的编程。

I/0接口

I/O输入/输出(Input/Output),分为IO设备和IO接口两个部分

FIFO存储器

FIFO( First In First Out)简单说就是指先进先出。由于 微电子技术的飞速发展,新一代FIFO芯片容量越来越大,体积越来越小,价格越来越便宜。作为一种新型大规模集成电路,FIFO芯片以其灵活、方便、高效的特性,逐渐在高速 数据采集、高速数据处理、高速数据传输以及多机处理系统中得到越来越广泛的应用。

FIFO缓存的目的是将数据存储在FPGA内置的RAM中

DDC控制器

DDC(Direct Digital Control) 直接数字控制,通常称为DDC控制器。DDC系统的组成通常包括中央控制设备(集中控制电脑、彩色监视器、 键盘 打印机 不间断电源 通讯接口等)、现场DDC控制器、通讯网络,以及相应的 传感器 执行器 调节阀等元器件。

DDC控制系统常采用的网络结构有两种,即Bus 总线结构和环流网络结构。其中Bus总线结构是所有DDC控制器均通过一条Bus总线与集中控制电脑相连,它的最大优点就是系统简单、通信速度较快,对一些中、小型工程较为适用;但在大型工程时就会导致布线复杂。为此有些公司又推出了支路Bus总线结构网络,它是通过一个通讯处理设备(NCU)后产生支路Bus总线,这样各支路又可带数个现场DDC控制器,对一个大区域而言,只需几个NCU与系统Bus总线相联即可,这样可大大简化该系统。对于环流网络结构,它是利用两根总线形成一个环路,每一个环路可带数个DDC控制器,多个环路之间通过环路接口相联,因此这种系统最大优点就是扩充能力较强。

DDC4100

2XLVDS DMD ---- Spatial Light Modulator(空间光调制器)

输出数据驱动DMD

随机二值DMD 高速显示平台由硬件随机数发生器、DDR 缓存及控制

器、DMD 控制器以及DMD 显示模块组成

     DAD2000    ---- DMD reset drivers for DMD(DMD 复位驱动)

     DDC4100  ---- Xilinx XC5VLX30 FPGA configured to provide high-speed DMD data and control, and DAD2000 timing and control(为DMD提供高速的数据和DAD2000的时序控制)

1、计算机网络分为几层?

还有就是现在通用的标准 TCP/IP标准共有五层
应用层
运输层
网络层
数据链路层
物理层 (同理第一层是物理层)

2、计算机网络按交换方式可分为哪几大类?各自有什么优缺点?

按交换方式可分为线路交换网络(Circurt Switching)、报文交换网络(Message Switching)和分组交换网络(Packet Switching)。

线路交换最早出现在电话系统中,早期的计算机网络就是采用此方式来传输数据的,数字信号经过变换成为模拟信号后才能在线路上传输。报文交换是一种数字化网络。当通信开始时,源机发出的一个报文被存储在交换器里,交换器根据报文的目的地址选择合适的路径发送报文,这种方式称做存储-转发方式。分组交换也采用报文传输,但它不是以不定长的报文做传输的基本单位,而是将一个长的报文划分为许多定长的报文分组,以分组作为传输的基本单位。这不仅大大简化了对计算机存储器的管理,而且也加速了信息在网络中的传播速度。由于分组交换优于线路交换和报文交换,具有许多优点,因此它已成为计算机网络的主流。

登录后复制 3、集线器工作在物理层,交换机主要工作在数据链路层,但也有多层交换机。路由器工作在网络层1.

登录后复制 15 相当于二进制011111.

登录后复制 -15 相当于二进制100011.

类型16位系统/字节32位系统/字节64位系统/字节char111char*248short222int244long448long long888

1、64位系统下,编译器为了向前兼容,将int类型自动编译为4个字节的了;

2、这些个玩意儿就是编译器来控制的,不同的编译器将int类型编译成不同长度的,所以,使用什么编译器才是重要的,比如:32位系统,tc下的int就是16位长度的,VC就是32位长度的。

3、long long是标准的8 bytes,不受编译器限制,所以,16位的依然也是8 bytes。

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