基于PCI-e和PCI-x总线的XMC/PMC载板设计
发布时间：2021-01-04 03:30
为了灵活地实现VPX系统中功能的扩展,设计了一种采用PCI-e总线和PCI-x总线的XMC/PMC功能载板。该载板通过P1-P6连接器与不同功能板卡连接,由HD68接口实现外界与载板之间数据通信,并介绍了以PCI-e开关模块和PCIe转PCI-x模块为主的系统方案。对其中的转换模块、开关模块、存储模块、电源模块和时钟模块进行了详细介绍。在电路设计过程中,通过仿真保证高速电路的信号完整性。最后通过与AD板卡进行调试,验证了XMC/PMC设计可行性。
【文章来源】：电子器件. 2017年06期 北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
载板系统框图
，PMC支持4路(X4)PCI－X总线，因此将P1口进行功能划分，连接片1～4采用PCI－e作为互连总线，连接背板与载板之间的数据信号，同时将信号与XMC相连，与外部进行输出控制，连接片5～8连接PCI－e转换PCI－X转换芯片，将转换生成的PCI－X总线连接到PMC模块，第9连接片实现存储功能。本载板可以通过连接器(P1－P6)负载功能板卡，为了后期测试载板的性能，记录了负载AD板卡的输出波形。其中连接器P5，P6实现与AD板卡之间的通讯。P5，P6连接器点的信号包括时钟、触发、16bitADC、DAC和GND信号。AD板的系统框图如图2所示。图2AD板卡系统框图2硬件设计XMC/PMC载板作为功能板卡的承载，一方面要性能稳定，另一方面还必须实现板卡的功能［4］。由图1系统框图可以看出，设计主要包括PCI－e开关模块、PCI－e转PCI－x模块、存储模块、电源管理和时钟模块。下面将对这些模块进行具体的介绍。图3PEX8619配置方式2．1PCI－e开关模块PCI－e开关芯片选择的标准在于端口和信道。当前使用的端口为4个，信号需求为16个。可以选择PLX公司的4端口芯片PEX8619，它是专门用于PCI－e端口扩展的芯片，包含16bit配置端口，配置方式有多种，这里选用的是4路X4的配置方式［5］。配置方式如图3所示。每个PCI－e端口包括两部分信号—通讯信号和控制信号。通讯信号主要有Lane信道组成，而且每个Lane信道都包含一对差分对，控制信号包括时钟信号，电源信号等。PCI－e开关模块分别连接着VPX背板和XMC模块。2．2PCI－e转PCI－x模块PCI－e转PCI－x芯片选用Pericom公司的P17C9X130，该芯片不仅兼容PCI－e1．1版本规范，支持PCI－e总线X4端口，而且能够实现PCI－e和PCI－x端口之间的相互转化［6］。设计需要PCI－e总线经由芯片产生PCI－x，133M
功能。本载板可以通过连接器(P1－P6)负载功能板卡，为了后期测试载板的性能，记录了负载AD板卡的输出波形。其中连接器P5，P6实现与AD板卡之间的通讯。P5，P6连接器点的信号包括时钟、触发、16bitADC、DAC和GND信号。AD板的系统框图如图2所示。图2AD板卡系统框图2硬件设计XMC/PMC载板作为功能板卡的承载，一方面要性能稳定，另一方面还必须实现板卡的功能［4］。由图1系统框图可以看出，设计主要包括PCI－e开关模块、PCI－e转PCI－x模块、存储模块、电源管理和时钟模块。下面将对这些模块进行具体的介绍。图3PEX8619配置方式2．1PCI－e开关模块PCI－e开关芯片选择的标准在于端口和信道。当前使用的端口为4个，信号需求为16个。可以选择PLX公司的4端口芯片PEX8619，它是专门用于PCI－e端口扩展的芯片，包含16bit配置端口，配置方式有多种，这里选用的是4路X4的配置方式［5］。配置方式如图3所示。每个PCI－e端口包括两部分信号—通讯信号和控制信号。通讯信号主要有Lane信道组成，而且每个Lane信道都包含一对差分对，控制信号包括时钟信号，电源信号等。PCI－e开关模块分别连接着VPX背板和XMC模块。2．2PCI－e转PCI－x模块PCI－e转PCI－x芯片选用Pericom公司的P17C9X130，该芯片不仅兼容PCI－e1．1版本规范，支持PCI－e总线X4端口，而且能够实现PCI－e和PCI－x端口之间的相互转化［6］。设计需要PCI－e总线经由芯片产生PCI－x，133MHz的总线接口，进而通过PMC连接口将数据传输出去。转换芯片和AD板FPGA间的信号连接框图如图4所示。图4信号连接图图4中，AD［31:0］是PCI总线32bit双向数据、地址信号，C/BE［7:0］为使能信号。P17C9X130能够通过内部锁相环将PCI－e差分时钟生成7个时钟信号，驱动外围
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FPGA的智能PMC通讯模块设计[J]. 李宇. 计算机测量与控制. 2011(11)
[2]基于VPX标准的PMC/XMC载板设计[J]. 王学宝. 计算机测量与控制. 2010(08)
[3]PCI Express交换器交换模块的设计及实现[J]. 郭友洪,杨红官,尚林林. 微电子学与计算机. 2009(06)
[4]下一代交换式总线技术的研究与设计[J]. 李典,陈颖,邹传云. 电视技术. 2007(02)
硕士论文
[1]基于PCI-E结构的交换转发技术研究与实现[D]. 彭清泉.北京邮电大学 2012
[2]基于PCI Express架构高速交换系统设计和信号完整性分析[D]. 邓建廷.北京邮电大学 2011
本文编号：2956064
【文章来源】：电子器件. 2017年06期 北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
载板系统框图
，PMC支持4路(X4)PCI－X总线，因此将P1口进行功能划分，连接片1～4采用PCI－e作为互连总线，连接背板与载板之间的数据信号，同时将信号与XMC相连，与外部进行输出控制，连接片5～8连接PCI－e转换PCI－X转换芯片，将转换生成的PCI－X总线连接到PMC模块，第9连接片实现存储功能。本载板可以通过连接器(P1－P6)负载功能板卡，为了后期测试载板的性能，记录了负载AD板卡的输出波形。其中连接器P5，P6实现与AD板卡之间的通讯。P5，P6连接器点的信号包括时钟、触发、16bitADC、DAC和GND信号。AD板的系统框图如图2所示。图2AD板卡系统框图2硬件设计XMC/PMC载板作为功能板卡的承载，一方面要性能稳定，另一方面还必须实现板卡的功能［4］。由图1系统框图可以看出，设计主要包括PCI－e开关模块、PCI－e转PCI－x模块、存储模块、电源管理和时钟模块。下面将对这些模块进行具体的介绍。图3PEX8619配置方式2．1PCI－e开关模块PCI－e开关芯片选择的标准在于端口和信道。当前使用的端口为4个，信号需求为16个。可以选择PLX公司的4端口芯片PEX8619，它是专门用于PCI－e端口扩展的芯片，包含16bit配置端口，配置方式有多种，这里选用的是4路X4的配置方式［5］。配置方式如图3所示。每个PCI－e端口包括两部分信号—通讯信号和控制信号。通讯信号主要有Lane信道组成，而且每个Lane信道都包含一对差分对，控制信号包括时钟信号，电源信号等。PCI－e开关模块分别连接着VPX背板和XMC模块。2．2PCI－e转PCI－x模块PCI－e转PCI－x芯片选用Pericom公司的P17C9X130，该芯片不仅兼容PCI－e1．1版本规范，支持PCI－e总线X4端口，而且能够实现PCI－e和PCI－x端口之间的相互转化［6］。设计需要PCI－e总线经由芯片产生PCI－x，133M
功能。本载板可以通过连接器(P1－P6)负载功能板卡，为了后期测试载板的性能，记录了负载AD板卡的输出波形。其中连接器P5，P6实现与AD板卡之间的通讯。P5，P6连接器点的信号包括时钟、触发、16bitADC、DAC和GND信号。AD板的系统框图如图2所示。图2AD板卡系统框图2硬件设计XMC/PMC载板作为功能板卡的承载，一方面要性能稳定，另一方面还必须实现板卡的功能［4］。由图1系统框图可以看出，设计主要包括PCI－e开关模块、PCI－e转PCI－x模块、存储模块、电源管理和时钟模块。下面将对这些模块进行具体的介绍。图3PEX8619配置方式2．1PCI－e开关模块PCI－e开关芯片选择的标准在于端口和信道。当前使用的端口为4个，信号需求为16个。可以选择PLX公司的4端口芯片PEX8619，它是专门用于PCI－e端口扩展的芯片，包含16bit配置端口，配置方式有多种，这里选用的是4路X4的配置方式［5］。配置方式如图3所示。每个PCI－e端口包括两部分信号—通讯信号和控制信号。通讯信号主要有Lane信道组成，而且每个Lane信道都包含一对差分对，控制信号包括时钟信号，电源信号等。PCI－e开关模块分别连接着VPX背板和XMC模块。2．2PCI－e转PCI－x模块PCI－e转PCI－x芯片选用Pericom公司的P17C9X130，该芯片不仅兼容PCI－e1．1版本规范，支持PCI－e总线X4端口，而且能够实现PCI－e和PCI－x端口之间的相互转化［6］。设计需要PCI－e总线经由芯片产生PCI－x，133MHz的总线接口，进而通过PMC连接口将数据传输出去。转换芯片和AD板FPGA间的信号连接框图如图4所示。图4信号连接图图4中，AD［31:0］是PCI总线32bit双向数据、地址信号，C/BE［7:0］为使能信号。P17C9X130能够通过内部锁相环将PCI－e差分时钟生成7个时钟信号，驱动外围
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FPGA的智能PMC通讯模块设计[J]. 李宇. 计算机测量与控制. 2011(11)
[2]基于VPX标准的PMC/XMC载板设计[J]. 王学宝. 计算机测量与控制. 2010(08)
[3]PCI Express交换器交换模块的设计及实现[J]. 郭友洪,杨红官,尚林林. 微电子学与计算机. 2009(06)
[4]下一代交换式总线技术的研究与设计[J]. 李典,陈颖,邹传云. 电视技术. 2007(02)
硕士论文
[1]基于PCI-E结构的交换转发技术研究与实现[D]. 彭清泉.北京邮电大学 2012
[2]基于PCI Express架构高速交换系统设计和信号完整性分析[D]. 邓建廷.北京邮电大学 2011
本文编号：2956064
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