專利名稱：基于fpga的高速數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)控制裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)碼印花控制領(lǐng)域及FPGA技術(shù)，尤其涉及一種基于FPGA的高速數(shù)據(jù) 旋轉(zhuǎn)控制裝置和方法。
背景技術(shù)：
隨著數(shù)碼印花機(jī)的飛速發(fā)展，數(shù)碼打印產(chǎn)業(yè)的快速增長(zhǎng)，對(duì)數(shù)碼印花速度有了更 高的要求，需要有更快數(shù)據(jù)處理能力的控制裝置來實(shí)現(xiàn)數(shù)碼印花機(jī)的數(shù)據(jù)處理。近年來FPGA技術(shù)取得了飛速發(fā)展，已經(jīng)從最初只能面向純邏輯替代的應(yīng)用轉(zhuǎn)變 為能夠面向復(fù)雜的計(jì)算密集型應(yīng)用。最新推出的FPGA器件中，不僅集成有豐富的可配置邏 輯塊資源(Configurable Logic Block, CLB)，還包括大量面向計(jì)算密集應(yīng)用的DSP單元、 塊狀RAM(BlockRAM，BRAM)和用于高速串行通信的RocketIO GTP收發(fā)器單元。同時(shí)為方便 FPGA的調(diào)試，各FPGA廠商還推出了片內(nèi)邏輯分析測(cè)試工具(如Xilinx公司的ChipScope)， 在軟硬件上保證了在FPGA上實(shí)現(xiàn)高性能計(jì)算的可行性。針對(duì)數(shù)碼印花機(jī)自定義接口及高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?，需要有專用系統(tǒng)作為數(shù)碼印 花機(jī)的數(shù)據(jù)處理。相對(duì)與通用計(jì)算機(jī)對(duì)于數(shù)碼印花機(jī)的數(shù)據(jù)處理，特別是要求數(shù)據(jù)按bit 位的旋轉(zhuǎn)，通用計(jì)算機(jī)的處理速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法達(dá)到印花機(jī)的要求，所以通過專用系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn) 數(shù)據(jù)高速旋轉(zhuǎn)來提高印花機(jī)的工作效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種高可靠性、高吞吐量的基于FPGA的高速數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)控制裝置。一種基于FPGA的高速數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)控制裝置，包括數(shù)據(jù)接收器，用于塊數(shù)據(jù)的接收；數(shù)據(jù)輸入分配器，連接數(shù)據(jù)接收器和三個(gè)數(shù)據(jù)緩存器，用于將數(shù)據(jù)接收器接收的 塊數(shù)據(jù)進(jìn)行分流輸入控制；三個(gè)數(shù)據(jù)緩存器，連接數(shù)據(jù)輸入分配器、數(shù)據(jù)輸出分配器和各自對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn) 器，用于原始?jí)K數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)后塊數(shù)據(jù)的緩存；三個(gè)數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)器，連接各自對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)緩存器，用于數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)；(每個(gè)數(shù)據(jù)緩存器和每個(gè)數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)器為一組，共三組)數(shù)據(jù)輸出分配器，連接數(shù)據(jù)輸出器和三個(gè)數(shù)據(jù)緩存器，用于將三個(gè)數(shù)據(jù)緩存器發(fā) 送的塊數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇輸出控制；數(shù)據(jù)輸出器，連接數(shù)據(jù)輸出分配器，用于塊數(shù)據(jù)的并行輸出；盡管本發(fā)明基于FPGA的高速數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)控制裝置的各個(gè)組成部分的功能可以通過 通用計(jì)算機(jī)的編程實(shí)現(xiàn)，但是本發(fā)明采用FPGA中的特定功能塊來實(shí)現(xiàn)，可以完成更高的數(shù) 據(jù)旋轉(zhuǎn)效率。本發(fā)明還提供了一種基于FPGA的高速數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)控制方法。一種基于FPGA的高速數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)控制方法，包括塊數(shù)據(jù)接收控制的步驟，塊數(shù)據(jù)分
4流輸入控制的步驟，數(shù)據(jù)處理的流水線控制的步驟，塊數(shù)據(jù)選擇輸出控制的步驟和塊數(shù)據(jù) 輸出控制的步驟，其中，塊數(shù)據(jù)接收控制的步驟，由數(shù)據(jù)接收器根據(jù)數(shù)據(jù)輸入分配器的空閑狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)；塊數(shù)據(jù)分流輸入控制的步驟，在由數(shù)據(jù)接收器將塊數(shù)據(jù)接收后，根據(jù)三個(gè)數(shù)據(jù)緩 存器空閑狀態(tài)來決定塊數(shù)據(jù)的分流輸入控制；數(shù)據(jù)處理的流水線控制的步驟，三個(gè)數(shù)據(jù)緩存器分別對(duì)應(yīng)有三個(gè)工作階段，塊數(shù) 據(jù)的寫入，塊數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)和塊數(shù)據(jù)的讀出，數(shù)據(jù)處理的流水線工作如下第一階段，第一數(shù)據(jù)緩存器開始?jí)K數(shù)據(jù)的寫入，第二數(shù)據(jù)緩存器(和第三數(shù)據(jù)緩 存器處于空閑狀態(tài)，不做任何動(dòng)作；第二階段，第一數(shù)據(jù)緩存器開始?jí)K數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)，第二數(shù)據(jù)緩存器開始?jí)K數(shù)據(jù)的寫 入，第三數(shù)據(jù)緩存器處于空閑狀態(tài)不做任何動(dòng)作；第三階段，第一數(shù)據(jù)緩存器開始?jí)K數(shù)據(jù)的讀出，第二數(shù)據(jù)緩存器開始?jí)K數(shù)據(jù)的旋 轉(zhuǎn)，第三數(shù)據(jù)緩存器開始?jí)K數(shù)據(jù)的寫入；第四階段，第一數(shù)據(jù)緩存器開始?jí)K數(shù)據(jù)的寫入，第二數(shù)據(jù)緩存器開始?jí)K數(shù)據(jù)的讀 出，第三數(shù)據(jù)緩存器開始?jí)K數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)；第五階段，第一數(shù)據(jù)緩存器開始?jí)K數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)，第二數(shù)據(jù)緩存器開始?jí)K數(shù)據(jù)的寫 入，第三數(shù)據(jù)緩存器開始?jí)K數(shù)據(jù)的讀出；......以此類推，循環(huán)操作，形成塊數(shù)據(jù)的寫入，塊數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)和塊數(shù)據(jù)的讀出三
級(jí)流水線工作，以此提高數(shù)據(jù)的吞吐量。塊數(shù)據(jù)選擇輸出控制的步驟，根據(jù)三個(gè)數(shù)據(jù)緩存器的塊數(shù)據(jù)輸出完成狀態(tài)來決定 塊數(shù)據(jù)的選擇輸出控制；塊數(shù)據(jù)輸出控制的步驟，由數(shù)據(jù)輸出器根據(jù)數(shù)據(jù)輸出分配器的完成狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)接收器檢查數(shù)據(jù)輸入分配器是否處于空閑狀態(tài)，若是，則進(jìn)行塊數(shù)據(jù)接收；若 否，則不進(jìn)行塊數(shù)據(jù)接收。輸入分配器按照第一數(shù)據(jù)緩存器，第二數(shù)據(jù)緩存器和第三數(shù)據(jù)緩存器的次序判斷 輸入完成狀態(tài)的步驟如下A.數(shù)據(jù)輸入分配器檢查第一數(shù)據(jù)緩存器是否處于數(shù)據(jù)輸入完成狀態(tài)，若是，則檢 查第二數(shù)據(jù)緩存器的輸入完成狀態(tài)，若否，則將塊數(shù)據(jù)分配至第一數(shù)據(jù)緩存器；B.數(shù)據(jù)輸入分配器檢查第二數(shù)據(jù)緩存器是否處于數(shù)據(jù)輸入完成狀態(tài)，若是，則檢 查第三數(shù)據(jù)緩存器的輸入完成狀態(tài)，若否，則將塊數(shù)據(jù)分配至第二數(shù)據(jù)緩存器；C.數(shù)據(jù)輸入分配器檢查第三數(shù)據(jù)緩存器是否處于數(shù)據(jù)輸入完成狀態(tài)，若是，則檢 查第一數(shù)據(jù)緩存器的輸入完成狀態(tài)，若否，則將塊數(shù)據(jù)分配至第三數(shù)據(jù)緩存器；數(shù)據(jù)分流輸入控制循環(huán)A，B, C步驟。輸出分配器按照第一數(shù)據(jù)緩存器，第二數(shù)據(jù)緩存器和第三數(shù)據(jù)緩存器的次序判斷 輸出完成狀態(tài)的步驟如下D.數(shù)據(jù)輸出分配器檢查第一數(shù)據(jù)緩存器是否處于輸出完成狀態(tài)，若是，則檢查第 二數(shù)據(jù)緩存器的輸出完成狀態(tài)，若否，則數(shù)據(jù)分配器將第一數(shù)據(jù)緩存器的數(shù)據(jù)輸出送至數(shù) 據(jù)輸出器；E.數(shù)據(jù)輸出分配器檢查第二數(shù)據(jù)緩存器是否處于輸出完成狀態(tài)，若是，則檢查第
5三數(shù)據(jù)緩存器的輸出完成狀態(tài)，若否，則數(shù)據(jù)分配器將第二數(shù)據(jù)緩存器的數(shù)據(jù)輸出送至數(shù) 據(jù)輸出器；F.數(shù)據(jù)輸出分配器檢查第三數(shù)據(jù)緩存器是否處于輸出完成狀態(tài)，若是，則檢查第 一數(shù)據(jù)緩存器的輸出完成狀態(tài)，若否，則數(shù)據(jù)分配器將第三數(shù)據(jù)緩存器的數(shù)據(jù)輸出送至數(shù) 據(jù)輸出器；數(shù)據(jù)選擇輸出控制循環(huán)D，E，F(xiàn)步驟。本發(fā)明方法對(duì)塊數(shù)據(jù)的處理的采用流水線控制，工作如下第一階段，開始A步驟；第二階段，開始第一數(shù)據(jù)緩存器的塊數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)，開始B步驟；第三階段，開始第二數(shù)據(jù)緩存期的塊數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)，開始D步驟，開始C步驟；第四階段，開始第三數(shù)據(jù)緩存器的塊數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)，開始E步驟，開始A步驟；第五階段，開始第一數(shù)據(jù)緩存器的塊數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)，開始F步驟，開始B步驟；......以此循環(huán)開始三級(jí)流水線的工作流程。數(shù)據(jù)輸出器檢查數(shù)據(jù)輸出分配器是否有數(shù)據(jù)輸出狀態(tài)，若是，則將數(shù)據(jù)輸出分配 器發(fā)送的塊數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)輸出器輸出，若否，則數(shù)據(jù)輸出器不輸出。采用通用計(jì)算機(jī)來完成圖像數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)，對(duì)于一個(gè)200MByte大小的數(shù)據(jù)，需要15 分鐘的旋轉(zhuǎn)時(shí)間，采用本發(fā)明處理系統(tǒng)和處理方法，需要9秒的旋轉(zhuǎn)時(shí)間，可以明顯看出， 本發(fā)明處理系統(tǒng)和處理方法可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速處理，采用并行的三級(jí)流水線處理模式， 數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)速度可以達(dá)到60Mbyte/s的平均處理速度。


圖1為本發(fā)明控制裝置的結(jié)構(gòu)示意框圖；圖2為本發(fā)明控制裝置的三級(jí)流水線操作示意圖；圖3為本發(fā)明控制裝置的緩存器內(nèi)部操作有限狀態(tài)機(jī)跳轉(zhuǎn)圖；圖4為本發(fā)明控制方法的數(shù)據(jù)流控制流程圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明控制裝置的結(jié)構(gòu)，包括數(shù)據(jù)接收器110，用于塊數(shù)據(jù)的接收，塊數(shù)據(jù)為數(shù)碼印花機(jī)的一個(gè)待打印的掃描行 (現(xiàn)有數(shù)碼印花技術(shù)中，根據(jù)打印機(jī)的噴頭個(gè)數(shù)將完整的圖像分割成若干個(gè)掃描行)；在現(xiàn) 有數(shù)碼印花機(jī)領(lǐng)域中，一般是工業(yè)計(jì)算機(jī)通過軟件將待打印掃描行進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，而本發(fā)明是 將待打印的掃描行從工業(yè)計(jì)算機(jī)傳輸至數(shù)據(jù)接收器110后再進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。為了適應(yīng)工業(yè)計(jì)算 機(jī)與數(shù)據(jù)接收器110之間的數(shù)據(jù)傳輸，可以是工業(yè)計(jì)算機(jī)先將待打印的掃描行進(jìn)行打包， 再通過中間設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)(其中包括對(duì)打包后數(shù)據(jù)的接收、解析等)至數(shù)據(jù)接收器110。中間設(shè) 備可以采用通用的嵌入式處理器以及相應(yīng)的存儲(chǔ)芯片。數(shù)據(jù)輸入分配器120，連接數(shù)據(jù)接收器110，第一數(shù)據(jù)緩存器130，第二數(shù)據(jù)緩存器 150和第三數(shù)據(jù)緩存器170，用于將數(shù)據(jù)接收器110接收的塊數(shù)據(jù)進(jìn)行分流輸入控制；第一數(shù)據(jù)緩存器130，連接數(shù)據(jù)輸入分配器120，第一數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)器140和數(shù)據(jù)輸出 分配器190，用于原始?jí)K數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)后塊數(shù)據(jù)的緩存；
第一數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)器140，連接第一數(shù)據(jù)緩存器130，用于數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)；第二數(shù)據(jù)緩存器150，連接數(shù)據(jù)輸入分配器120，第二數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)器160和數(shù)據(jù)輸出分配器190，用于原始?jí)K數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)后塊數(shù)據(jù)的緩存；
第二數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)器160，連接第二數(shù)據(jù)緩存器150，用于數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)；第三數(shù)據(jù)緩存器170，連接數(shù)據(jù)輸入分配器120，第三數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)器180和數(shù)據(jù)輸出 分配器190，用于原始?jí)K數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)后塊數(shù)據(jù)的緩存；第三數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)器180，連接第三數(shù)據(jù)緩存器170，用于數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)；數(shù)據(jù)輸出分配器190，連接第一數(shù)據(jù)緩存器130，第二數(shù)據(jù)緩存器150，第三數(shù)據(jù)緩 存器170和數(shù)據(jù)輸出器160，用于將第一數(shù)據(jù)緩存器130，第二數(shù)據(jù)緩存器150，第三數(shù)據(jù)緩 存器170發(fā)送的塊數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇輸出控制；數(shù)據(jù)輸出器200，連接數(shù)據(jù)輸出分配器190，用于塊數(shù)據(jù)的并行輸出，并行輸出至 數(shù)碼印花機(jī)數(shù)據(jù)噴頭。本發(fā)明基于FPGA的高速數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)控制方法，包括塊數(shù)據(jù)接收控制的步驟，塊數(shù)據(jù) 分流輸入控制的步驟，數(shù)據(jù)處理的流水線控制的步驟，塊數(shù)據(jù)選擇輸出控制的步驟和塊數(shù) 據(jù)輸出控制的步驟，塊數(shù)據(jù)接收控制的步驟，由數(shù)據(jù)接收器110根據(jù)數(shù)據(jù)輸入分配器120的空閑狀態(tài) 來實(shí)現(xiàn)；塊數(shù)據(jù)分流輸入控制的步驟，在由數(shù)據(jù)接收器110將塊數(shù)據(jù)接收后，根據(jù)第一數(shù) 據(jù)緩存器130，第二數(shù)據(jù)緩存器150，第三數(shù)據(jù)緩存器170的輸入未完成狀態(tài)來決定塊數(shù)據(jù) 的分流輸入控制；數(shù)據(jù)處理的流水線控制的步驟，數(shù)據(jù)處理的流水線工作如下第一階段，第一數(shù)據(jù)緩存器130，開始?jí)K數(shù)據(jù)的寫入，第二數(shù)據(jù)緩存器150和第三 數(shù)據(jù)緩存器170處于空閑狀態(tài)，不做任何動(dòng)作；第二階段，第一數(shù)據(jù)緩存器130開始?jí)K數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)，第二數(shù)據(jù)緩存器150開始?jí)K數(shù) 據(jù)的寫入，第三數(shù)據(jù)緩存器170處于空閑狀態(tài)不做任何動(dòng)作；第三階段，第一數(shù)據(jù)緩存器130，開始?jí)K數(shù)據(jù)的讀出，第二數(shù)據(jù)緩存器150開始?jí)K 數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)，第三數(shù)據(jù)緩存器170開始?jí)K數(shù)據(jù)的寫入；第四階段，第一數(shù)據(jù)緩存器130，開始?jí)K數(shù)據(jù)的寫入，第二數(shù)據(jù)緩存器150開始?jí)K 數(shù)據(jù)的讀出，第三數(shù)據(jù)緩存器170開始?jí)K數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)；第五階段，第一數(shù)據(jù)緩存器130，開始?jí)K數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)，第二數(shù)據(jù)緩存器150開始?jí)K 數(shù)據(jù)的寫入，第三數(shù)據(jù)緩存器170開始?jí)K數(shù)據(jù)的讀出；......以此類推，循環(huán)操作，形成塊數(shù)據(jù)的寫入，塊數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)和塊數(shù)據(jù)的讀出三
級(jí)流水線工作，以此提高數(shù)據(jù)的吞吐量。塊數(shù)據(jù)選擇輸出控制的步驟，根據(jù)第一數(shù)據(jù)緩存器130，第二數(shù)據(jù)緩存器150，第 三數(shù)據(jù)緩存器170的塊數(shù)據(jù)輸出完成狀態(tài)來決定塊數(shù)據(jù)的選擇輸出控制；塊數(shù)據(jù)輸出控制的步驟，由數(shù)據(jù)輸出器200根據(jù)數(shù)據(jù)輸出分配器190的完成狀態(tài) 來實(shí)現(xiàn)。如圖2所示，本發(fā)明控制裝置的三級(jí)流水線操作示意圖數(shù)據(jù)處理的流水線控制，工作如下
第一階段，開始第一數(shù)據(jù)緩存器130的塊數(shù)據(jù)寫入；第二階段，開始第一數(shù)據(jù)緩存器130的塊數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)，開始第二數(shù)據(jù)緩存器150的塊 數(shù)據(jù)寫入；第三階段，開始第二數(shù)據(jù)緩存器150的塊數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)，開始第一數(shù)據(jù)緩存器130的塊 數(shù)據(jù)讀出，開始第三數(shù)據(jù)緩存器170的塊數(shù)據(jù)寫入；第四階段，開始第三數(shù)據(jù)緩存器170的塊數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)，開始第二數(shù)據(jù)緩存器150的塊 數(shù)據(jù)讀出，開始第一數(shù)據(jù)緩存器130的塊數(shù)據(jù)寫入；第五階段，開始第一數(shù)據(jù)緩存器130的塊數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)，開始第三數(shù)據(jù)緩存器170的塊 數(shù)據(jù)讀出，開始第二數(shù)據(jù)緩存器150的塊數(shù)據(jù)寫入；......以此循環(huán)開始三級(jí)流水線的工作流程。如圖3所示，本發(fā)明控制裝置的緩存器內(nèi)部操作有限狀態(tài)機(jī)空閑狀態(tài)，緩存器內(nèi)部不做任何操作；數(shù)據(jù)輸入狀態(tài)，緩存器內(nèi)部將執(zhí)行數(shù)據(jù)的寫入過程；數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，緩存器內(nèi)部執(zhí)行數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)操作；數(shù)據(jù)輸出狀態(tài)，緩存器內(nèi)部執(zhí)行數(shù)據(jù)的讀取操作。系統(tǒng)復(fù)位后，緩存器內(nèi)部處于空閑狀態(tài)，不做任何的操作，當(dāng)有數(shù)據(jù)寫入的請(qǐng)求 時(shí)，進(jìn)入數(shù)據(jù)輸入狀態(tài)，執(zhí)行數(shù)據(jù)的寫入過程，當(dāng)數(shù)據(jù)寫入完畢之后，進(jìn)入數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，執(zhí) 行數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)操作，當(dāng)數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)完畢之后，進(jìn)入數(shù)據(jù)輸出狀態(tài)，執(zhí)行數(shù)據(jù)的讀取輸出操作， 當(dāng)數(shù)據(jù)輸出完畢之后，進(jìn)入空閑狀態(tài)，等待數(shù)據(jù)寫入的請(qǐng)求。如圖4所示，本發(fā)明控制方法的數(shù)據(jù)流控制圖系統(tǒng)復(fù)位后，塊數(shù)據(jù)輸入，判斷三個(gè)緩存器的空閑標(biāo)志位，決定是否接收數(shù)據(jù)，若 否，則等待空閑標(biāo)志位有效，若是，開始圖2所示的三級(jí)流水線的操作，循環(huán)操作，直至塊數(shù) 據(jù)的輸入停止。
權(quán)利要求
一種基于FPGA的高速數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)控制裝置，其特征在于，包括數(shù)據(jù)接收器(110)，用于塊數(shù)據(jù)的接收；數(shù)據(jù)輸入分配器(120)，連接數(shù)據(jù)接收器(110)，第一數(shù)據(jù)緩存器(130)，第二數(shù)據(jù)緩存器(150)和第三數(shù)據(jù)緩存器(170)，用于將數(shù)據(jù)接收器(110)接收的塊數(shù)據(jù)進(jìn)行分流輸入控制；第一數(shù)據(jù)緩存器(130)，連接數(shù)據(jù)輸入分配器(120)，第一數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)器(140)和數(shù)據(jù)輸出分配器(190)，用于原始?jí)K數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)后塊數(shù)據(jù)的緩存；第一數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)器(140)，連接第一數(shù)據(jù)緩存器(130)，用于數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)；第二數(shù)據(jù)緩存器(150)，連接數(shù)據(jù)輸入分配器(120)，第二數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)器(160)和數(shù)據(jù)輸出分配器(190)，用于原始?jí)K數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)后塊數(shù)據(jù)的緩存；第二數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)器(160)，連接第二數(shù)據(jù)緩存器(150)，用于數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)；第三數(shù)據(jù)緩存器(170)，連接數(shù)據(jù)輸入分配器(120)，第三數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)器(180)和數(shù)據(jù)輸出分配器(190)，用于原始?jí)K數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)后塊數(shù)據(jù)的緩存；第三數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)器(180)，連接第三數(shù)據(jù)緩存器(170)，用于數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)；數(shù)據(jù)輸出分配器(190)，第一數(shù)據(jù)緩存器(130)，第二數(shù)據(jù)緩存器(150)和第三數(shù)據(jù)緩存器(170)和數(shù)據(jù)輸出器(200)，用于將第一數(shù)據(jù)緩存器(130)，第二數(shù)據(jù)緩存器(150)和第三數(shù)據(jù)緩存器(170)發(fā)送的塊數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇輸出控制；數(shù)據(jù)輸出器(200)，連接數(shù)據(jù)輸出分配器(190)，用于塊數(shù)據(jù)的并行輸出。
2.一種基于FPGA的高速數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)控制方法，包括塊數(shù)據(jù)接收控制的步驟，塊數(shù)據(jù)分流 輸入控制的步驟，數(shù)據(jù)處理的流水線控制的步驟，塊數(shù)據(jù)選擇輸出控制的步驟和塊數(shù)據(jù)輸 出控制的步驟，其特征在于塊數(shù)據(jù)接收控制的步驟，數(shù)據(jù)接收器(110)判斷數(shù)據(jù)輸入分配器(120)的空閑狀態(tài)， 當(dāng)數(shù)據(jù)輸入分配器(120)空閑時(shí)，數(shù)據(jù)接收器(110)接收塊數(shù)據(jù)再傳輸至數(shù)據(jù)輸入分配器 (120)；塊數(shù)據(jù)分流輸入控制的步驟，輸入分配器(120)按照第一數(shù)據(jù)緩存器(130)，第二數(shù)據(jù) 緩存器(150)和第三數(shù)據(jù)緩存器(170)的次序判斷輸入完成狀態(tài)，將塊數(shù)據(jù)發(fā)送至處于未 完成狀態(tài)的且順序在前的一個(gè)數(shù)據(jù)緩存器；數(shù)據(jù)處理的流水線控制的步驟，第一數(shù)據(jù)緩存器(130)，第二數(shù)據(jù)緩存器(150)和第三 數(shù)據(jù)緩存器(170)各自對(duì)輸入分配器(120)發(fā)送的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行塊數(shù)據(jù)的寫入，塊數(shù)據(jù)的旋 轉(zhuǎn)和塊數(shù)據(jù)的輸出操作；塊數(shù)據(jù)選擇輸出控制的步驟，輸出分配器(190)按照第一數(shù)據(jù)緩存器(130)，第二數(shù)據(jù) 緩存器(150)和第三數(shù)據(jù)緩存器(170)的次序判斷輸出完成狀態(tài)，選擇處于輸出完成狀態(tài) 的且順序在前的一個(gè)數(shù)據(jù)緩存器；塊數(shù)據(jù)輸出控制的步驟，由數(shù)據(jù)輸出器根據(jù)數(shù)據(jù)輸出分配器的完成狀態(tài)進(jìn)行輸出。
3.如權(quán)利要求2所述的高速數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)控制方法，其特征在于，所述的塊數(shù)據(jù)分流輸入 控制的步驟中，輸入分配器(120)按照第一數(shù)據(jù)緩存器(130)，第二數(shù)據(jù)緩存器(150)和第 三數(shù)據(jù)緩存器(170)的次序判斷輸入完成狀態(tài)的步驟如下A.數(shù)據(jù)輸入分配器(120)檢查第一數(shù)據(jù)緩存器(130)是否處于數(shù)據(jù)輸入完成狀態(tài)，若 是，則檢查第二數(shù)據(jù)緩存器(150)的輸入完成狀態(tài)，若否，則將塊數(shù)據(jù)分配至第一數(shù)據(jù)緩存器(130)；B.數(shù)據(jù)輸入分配器(120)檢查第二數(shù)據(jù)緩存器(150)是否處于數(shù)據(jù)輸入完成狀態(tài)，若 是，則檢查第三數(shù)據(jù)緩存器(150)的輸入完成狀態(tài)若否，則將塊數(shù)據(jù)分配至第二數(shù)據(jù)緩存 器(150)；C.數(shù)據(jù)輸入分配器(120)檢查第三數(shù)據(jù)緩存器(170)是否處于數(shù)據(jù)輸入完成狀態(tài)，若 是，則檢查第一數(shù)據(jù)緩存器(150)的輸入完成狀態(tài)若否，則將塊數(shù)據(jù)分配至第三數(shù)據(jù)緩存 器(170)；數(shù)據(jù)分流輸入控制循環(huán)A，B, C步驟。
4.如權(quán)利要求3所述的高速數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)控制方法，其特征在于，所述的塊數(shù)據(jù)選擇輸出 控制的步驟中，輸出分配器(190)按照第一數(shù)據(jù)緩存器(130)，第二數(shù)據(jù)緩存器(150)和第 三數(shù)據(jù)緩存器(170)的次序判斷輸出完成狀態(tài)的步驟如下D.數(shù)據(jù)輸出分配器(190)檢查第一數(shù)據(jù)緩存器(130)是否處于輸出完成狀態(tài)，若是，則 檢查第二數(shù)據(jù)緩存器(150)的輸出完成狀態(tài)，若否，則數(shù)據(jù)分配器(190)將第一數(shù)據(jù)緩存器 (130)的數(shù)據(jù)輸出送至數(shù)據(jù)輸出器(200)；E.數(shù)據(jù)輸出分配器(190)檢查第二數(shù)據(jù)緩存器(150)是否處于輸出完成狀態(tài)，若是，則 檢查第三數(shù)據(jù)緩存器(150)的輸出完成狀態(tài)，若否，則數(shù)據(jù)分配器(190)將第二數(shù)據(jù)緩存器 (150)的數(shù)據(jù)輸出送至數(shù)據(jù)輸出器(200)；F.數(shù)據(jù)輸出分配器(190)檢查第三數(shù)據(jù)緩存器(170)是否處于輸出完成狀態(tài)，若是，則 檢查第一數(shù)據(jù)緩存器(150)的輸出完成狀態(tài)，若否，則數(shù)據(jù)分配器(190)將第三數(shù)據(jù)緩存器 (170)的數(shù)據(jù)輸出送至數(shù)據(jù)輸出器(200)；數(shù)據(jù)選擇輸出控制循環(huán)D，E，F(xiàn)步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于FPGA的高速數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)控制裝置，包括數(shù)據(jù)接收器、數(shù)據(jù)輸入分配器、數(shù)據(jù)緩存器、數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)器、數(shù)據(jù)輸出分配器、數(shù)據(jù)輸出器。本發(fā)明還提供了一種基于FPGA的高速數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)控制方法，包括塊數(shù)據(jù)接收控制的步驟，塊數(shù)據(jù)分流輸入控制的步驟，數(shù)據(jù)處理的流水線控制的步驟，塊數(shù)據(jù)選擇輸出控制的步驟和塊數(shù)據(jù)輸出控制的步驟。本發(fā)明通過實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的三級(jí)流水線的操作方式來提高數(shù)據(jù)的吞吐量，通過狀態(tài)機(jī)的控制，來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)嚴(yán)格的循環(huán)操作，提高了系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號(hào)B41J29/00GK101797848SQ201010039578
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2010年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月7日
發(fā)明者田翔, 陳耀武 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)