文档介绍：摘要
摘要
随着电子系统带宽的迅速提高,系统需要分析处理的数据越来越多,对数据传输的速度要求也越来越高,如现代高速高位宽的 A/D、D/A 模块等。面对各种应用领域高速高精度采样数据流,现有的系统很难将高速数据流完整地传输到外部设备。针对目前高速数据传输的需求,基于 PCI Express 总线本文设计了一种 2Gbps 速率的高速数据光纤传输模块。
论文首先根据实际需求分析设计了硬件和逻辑的整体实现方案,并选择了 PCI Express 协议做为数据传输模块和上位机的通信协议,用光纤做为数据传输模块和数据源的通信介质,并基于 FC 协议设计了一种通信方式。接着按照功能的划分, 详细讨论了硬件的设计,包括器件选型、电路设计、叠层阻抗设计、信号完整性设计、电源设计几个部分。随后从 PCI Express 数据通路到光纤数据通路两方面介绍了数据传输模块的逻辑设计:
在 PCI Express 数据通路部分,首先分析了 PCI Express 的体系和分层数据包结构,接着配置了 PCI Express Hard IP,利用 Hard IP 实现了 PCI Express 的物理层和数据链路层,完成了 PCI Express 底层的设计。之后,基于 PCI Express 协议分别设计了可编程输入输出方式的低速数据传输逻辑和 DMA 方式的高速数据传输逻辑。
在光纤数据通路部分,基于 FC 协议的 FC-1、FC-2 层,设计了一种光纤数据传输的方案。详细介绍了光纤数据的交互方式以及帧结构,之后介绍了光纤数据通路的数据收发逻辑设计、控制逻辑设计以及高速收发器的配置并利用 AXI4-Stream 总线设计了光纤数据通路与 PCI Express 数据通路的交互逻辑。从而实现了光纤高速数据的传输。
论文最后给出了基于 PCI Express 的光纤数据传输模块的测试结果,测试结果表明论文设计达到了预期要求和目标。
关键词:高速数据传输,PCI Express 协议,DMA,光纤通道协议,AXI4-Stream
I
ABSTRACT
ABSTRACT
The extention of electronic system bandwidth urges the emergence of high speed data transmit and processing such as high-speed and high-bit-width A/D and D/A. Faced to high-speed precision sampling data in a variety of applications, it is usually hard for current system to entirely transmit the high speed data stream to peripheral storage device. Hence, the main purpose of this thesis is to introduce a 2Gbps high-speed data fiber transmission module based on PCI Express bus.
The opening part will firstly give a blue print according to the practical requirements. PCI Express is used as the protocol between the data transmission module and the puter. Fiber and FC (Fiber Channel) protocol is used for the data transmission between the module and data source. Subsequently, in the PCI Express data path partition, the scheme of the PCI Express and the hierarchical data packet structure are first analyzed. Secondly, it is the configuration of the PCI Express Hard IP by which the physical and link layer of PCI Express are realized. In the rest of the part, based on PCI Express protocol, we desig