陈庆旭，朱明浩，余华武

(1.南京国电南自自动化有限公司，南京 211153；2.南京依维柯汽车有限公司)



一种CPU和FPGA的快速交换数据方法

陈庆旭1，朱明浩2，余华武1

(1.南京国电南自自动化有限公司，南京 211153；2.南京依维柯汽车有限公司)

为了提高CPU读写FPGA的速度，提出了一种基于Burst方式的CPU和FPGA快速交换数据的方法。CPU在完成第一次读写之后，FPGA会记录该地址，并使双口RAM的地址自动递增，不需要CPU再给出地址，这样CPU可以操作多个连续地址中双口RAM的数据。经过测试，该方法可以大大提高CPU和FPGA进行数据交换的速度。

CPU；FPGA；Burst；快速数据交换

引　言

随着可编程逻辑控制器(Field Programmable Gate Array，FPGA)的应用日渐广泛，很多系统采用了中央处理器(Central Processing Unit,CPU)+FPGA的架构方式。由于FPGA可以并行运算，所以大量的运算工作可由FPGA完成，CPU从FPGA中直接读取计算结果，这种方式可以减少CPU的运算时间，降低了对CPU的要求。

目前，FPGA一般通过双口RAM和CPU进行交互，通过双口随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)的缓冲解决FPGA和CPU的速度和并行性等问题。在CPU和FPGA之间有大量的数据需要进行交互的场合，这种方式CPU读写数据过程需要占用大量的时间，如何提高CPU读写FPGA的效率已经成为很多应用中的一个瓶颈问题。在数据量较大的电力系统滤波、图像处理等应用场合，CPU读取数据的时间是无法忽略的，甚至会造成系统的响应时间无法满足要求。

尽管目前可以采用PCI-E、SRIO等方式实现CPU和FPGA之间的快速数据交换，但是这些方式对CPU和FPGA具有较高的要求，在某些成本比较敏感的场合是无法使用的。

本文提出了一种不需要增加额外成本，采用Burst方式对FPGA进行读写的方法。……