面向云计算SOPC的PCIE控制器研究与实现

发布时间：2018-09-11 15:47

【摘要】：PCI Express是一种最新最流行的总线和接口标准。其主要优势就是传输速率极高，以及多路高速串行传输带来的高带宽。PCI Express被广泛应用在如显卡，网卡等对带宽要求较高的设备上。得益于PCIExpress2.0/3.0的推出，将其带宽进一步提升，并在服务器内成为难以替代的高速内部传输协议，用于如万兆网卡，高性能固态存储系统等设备。本论文主要研究了PCI Express基于面向云计算的片上可编程系统（SOPC）的应用分析与实现。指出当今云计算和云计算服务器存在功耗上的瓶颈，而随着制造工艺的突飞猛进，FPGA逐渐解决了功耗容量成本等问题，又凭借SOPC在灵活性和开发周期等方面的优势，提出在FPGA/SOPC系统上研究PCI Express的接口功能，为颇具前景的基于SOPC的云计算系统做了铺垫。本文具体介绍了在FPGA上，设计并实现的几种面向云计算SOPC的PCI Express接口方案，包括在FPGA/SOPC上实现PCI Express Endpoint，，并且带有DMA功能，以及创造性地在FPGA/SOPC上实现PCI Express Root功能，这几种系统接口都为今后在这方面的研究打下了坚实的基础。
[Abstract]:PCI Express is the latest and most popular bus and interface standard. Its main advantage is that the transmission rate is very high, and the high bandwidth. PCI Express brought by multi-channel high-speed serial transmission is widely used in devices with high bandwidth requirements such as video card and network card. Thanks to the introduction of PCIExpress2.0/3.0, the bandwidth is further enhanced, and it becomes an irreplaceable high speed internal transmission protocol in the server, which can be used in devices such as network card, high performance solid state storage system and so on. This paper mainly studies the application analysis and implementation of PCI Express based on cloud computing-oriented (SOPC). It is pointed out that there are bottlenecks in power consumption in cloud computing and cloud computing servers nowadays. With the rapid development of manufacturing technology, the cost of power consumption has been gradually solved, and the advantages of SOPC in flexibility and development cycle have been adopted. This paper proposes to study the interface function of PCI Express on FPGA/SOPC system, which lays the groundwork for the future cloud computing system based on SOPC. In this paper, several PCI Express interface schemes for cloud computing SOPC are designed and implemented on FPGA, including the implementation of PCI Express Endpoint, on FPGA/SOPC with DMA function, and the creative implementation of PCI Express Root function on FPGA/SOPC. These system interfaces have laid a solid foundation for the future research in this area.
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TN47

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本文编号：2237133