【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通信设备，尤其涉及一种fpga与gpu之间的异步双向数据传输方法。
技术介绍
1、卫星载荷是指安装在卫星上的各种仪器和设备，用于完成卫星的各种任务和功能。卫星载荷是卫星完成通信、数据存储等功能的重要执行单元，图像/视频数据载荷是卫星最重要的载荷之一。
2、为了应对星上海量数据和传统卫星上较弱的处理能力的现状，就必然要提升卫星的智能化程度，通过在轨压缩、在轨处理等方式筛选高价值数据，升级卫星的数据计算和传输处理能力，使得星上的数据资源被最大化利用，实现星上边缘计算，这已然成为中国卫星产业发展的刚需。
3、fpga加gpu芯片的异构设计方案是星上边缘计算普遍采取的方案之一，因此，fpga和gpu设备间的数据传输就是制约星上边缘计算发展的重要问题。
4、fpga和gpu芯片之间常见的高速数据传输方案是通过pcie传输或千兆以太网口传输，但是pcie传输方案在fpga端代码结构复杂，在gpu端需要自行开发驱动通过cpu控制gpu的数据传输，设计难度大，开发成本高。而千兆以太口传输方案虽然设计较为简单，但传输速率较慢，无法达到fpga和cpu之间实时视频数据传输的速率要求。
技术实现思路
1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是现有的fpga和gpu芯片之间的数据传输方案中，通过pcie传输的，fpga端代码结构复杂，在gpu端需要自行开发驱动通过cpu控制gpu的数据传输，设计难度大，开发成本高；而千兆以太口传输方案虽然
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种fpga与gpu之间的异步双向数据传输方法，包括以下步骤：
3、卫星的载荷数据通过传输接口发送至fpga，fpga将载荷数据存储至ddr中，以待后续进行处理；
4、当gpu需要载荷数据时，cpu数据控制模块生成控制帧并通过千兆以太网接口发送至fpga；
5、fpga的千兆以太网口接收数据包，并将收到的包通过协议解帧解出原始的控制帧，根据控制帧信息从ddr中提取载荷数据，并将载荷数据转为mipi信号格式的帧数据；
6、fpga生成的mipi信号格式的载荷数据的帧数据通过mipi数据接口发送至计算机的mipi相机接口；
7、配置计算机的cpu，cpu从连接相机的mipi相机接口采集fpga发送的mipi信号格式的帧数据；
8、数据采集时，cpu数据控制模块将数据采集的状态和结果通过千兆以太网口返回至fpga；
9、cpu将载荷数据送入gpu，gpu针对载荷数据进行相应的处理，实现边缘计算；
10、gpu将边缘计算后处理的结果反馈至cpu，cpu数据控制模块通过千兆以太网口，将处理结果返回至fpga；
11、fpga的千兆以太网口接收数据包，并将收到的数据包通过协议解帧获得原始的gpu的图像处理结果，至此fpga和gpu之间的异步双向数据传输完成。
12、进一步地，在通信系统中，fpga到gpu之间采用n路mipi信号格式的数据进行传输。
13、进一步地，gpu到fpga之间采用gmii或者rgmii千兆以太网接口总线。
14、进一步地，fpga将多种类型的载荷数据转为mipi信号格式的帧数据。
15、进一步地，mipi信号格式的帧数据的线速率为400mbps～1600mbps。
16、进一步地，cpu通过通用的v4l2架构或gstreamer架构从mipi相机接口采集载荷数据的帧数据，采集到的帧数据被还原为原始载荷数据格式。
17、进一步地，控制帧的长度设置为共32位，1-2位表示图像/视频两种数据类型，3-6位表示30fps、60fps、90fps、120fps四种发送帧速率，7-8位表示1-4路mipi信号，9-32位表示发送的图像/视频帧数量。
18、进一步地，根据控制帧还原出来的原始载荷数据格式信息判断送入图像/视频数据。
19、进一步地，荷载数据包括图像、视频或其他。
20、技术效果
21、本专利技术的一种fpga与gpu之间的异步双向数据传输方法，直接使用gpu具备的mipi相机接口和千兆以太网接口作为数据传输接口，不需额外开发驱动，控制简单，降低了设计成本和设计难度，具有更高的稳定性和扩展性；实现了fpga到gpu方向的高速数据传输，普遍能够满足gbps的数据传输需求，通过调整mipi信号的传输路数，可以达到10gbps的数据传输，满足高清实时视频数据的传输需求。
22、以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种FPGA与GPU之间的异步双向数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种FPGA与GPU之间的异步双向数据传输方法，其特征在于，在通信系统中，FPGA到GPU之间采用N路MIPI信号格式的数据进行传输。
3.如权利要求1所述的一种FPGA与GPU之间的异步双向数据传输方法，其特征在于，GPU到FPGA之间采用GMII或者RGMII千兆以太网接口总线。
4.如权利要求1所述的一种FPGA与GPU之间的异步双向数据传输方法，其特征在于，FPGA将多种类型的载荷数据转为MIPI信号格式的帧数据。
5.如权利要求2所述的一种FPGA与GPU之间的异步双向数据传输方法，其特征在于，MIPI信号格式的帧数据的线速率为400Mbps～1600Mbps。
6.如权利要求1所述的一种FPGA与GPU之间的异步双向数据传输方法，其特征在于，CPU通过通用的V4L2架构或GStreamer架构从MIPI相机接口采集载荷数据的帧数据，采集到的帧数据被还原为原始载荷数据格式。
7.如权利要求1所述的一
8.如权利要求6所述的一种FPGA与GPU之间的异步双向数据传输方法，其特征在于，根据控制帧还原出来的原始载荷数据格式信息判断送入图像/视频数据。
...【技术特征摘要】
1.一种fpga与gpu之间的异步双向数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种fpga与gpu之间的异步双向数据传输方法，其特征在于，在通信系统中，fpga到gpu之间采用n路mipi信号格式的数据进行传输。
3.如权利要求1所述的一种fpga与gpu之间的异步双向数据传输方法，其特征在于，gpu到fpga之间采用gmii或者rgmii千兆以太网接口总线。
4.如权利要求1所述的一种fpga与gpu之间的异步双向数据传输方法，其特征在于，fpga将多种类型的载荷数据转为mipi信号格式的帧数据。
5.如权利要求2所述的一种fpga与gpu之间的异步双向数据传输方法，其特征在于，mipi信号格式的帧数据的线速率为400mbps～16...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴雅婷，宣吴丽娜，张倩武，宋英雄，张俊杰，李迎春，陈健，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。