基于PCIe总线的高速数据传输技术研究

发布时间：2021-12-11 00:30

　　近些年来,计算机技术和高速数据采集技术得到飞速的发展,各种信息汇聚成的海量数据正在以指数的形式增长。尤其是在雷达成像领域,高分辨率的SAR图像数据不断的增多,如何稳定高效地将这些巨大的数据量传递到主机设备进行后续的图像处理过程显得极其的重要。PCIe总线因其传输带宽极高、功能扩展性极强等优点,被广泛的应用于高速数据采集系统中。基于此背景,本文主要进行了如下内容的研究:1、研究了 PCIe高速串行总线协议规范,尤其对事务层的功能以及事务层的包结构进行了详细的分析和研究,通过对PCIe总线拓扑结构的学习,明确了主机、端点设备、交换开关、以及根复合体之间数据传输的过程,对上位机和驱动程序在PCIe传输系统中起到的关键作用有一定深入的理解,为后续的基于XilinxIP核的PCIe数据传输设计奠定了理论基础。2、研究了 XilinxK7FPGAPCIe硬核的用户接口时序,在此基础上采用传统的TRN事务接口作为用户接口,完成了总线主控式DMA控制器的设计。设计中简化了发送引擎状态机、接收引擎状态机的状态转移过程,为发送事务接口以及接收事务接口分别增添了异步FIFO的数据传输通道,解决了 FPGA中... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１?ＰＣＩｅ典型拓扑结构??１．（ＲｏｏｔＣｏｍｌｅｘ

２．交换开关（Ｓｗｉｔｃｈ）??交换开关的主要功能是完成对ＰＣＩｅ链路的扩展，实现对ＰＣＩｅ总线事务的路由，??它在ＰＣＩｅ体系结构中的重要性仅次于ＲＣ，其组成结构如图２．３所示。??Ｕｐｓｔｒｅａｍ?端?口、＇?ｒ?Ｕｐｓｔｒｅａｍ?链路??／?Ｐ２Ｐ?＼??Ｂｒｉｄｇｅ??Ｉ?＇?Ｉ??Ｖｉｒｔｕａｌ?Ｖｉｒｔｕａｌ??Ｐ２Ｐ?Ｐ２Ｐ??＼?Ｂｒｉｄｇｅ?Ｂｒｉｄｇｅ?／??Ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ端口??Ｂｌｉｔ／，Ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ链路??ｉ?ｒ??图２．３?Ｓｗｉｔｃｈ内部结构等效逻辑图??６??

?ＰＣＩ设备??Ｂｒｉｄｇｅ??图２．２基于ＰＣＩｅ总线的虚拟处理器系统??其中，虚拟ＰＣＩ桥与主机处理器以及根复合体中的其它部件相连，在处理器系统??中具有分离ＰＣＩ总线域和存储器域的功能；ＦＳＢ－ｔｏ－ＰＣＩｅ桥推出的ＰＣＩｅ链路用于连??接显卡控制器和Ｓｗｉｔｃｈ?（交换开关）；而连接到ＰＣＩ总线０上的存储器控制器要和外??部的ＤＤＲ插槽相连，实现对主机内存的管理和控制。??２．交换开关（Ｓｗｉｔｃｈ）??交换开关的主要功能是完成对ＰＣＩｅ链路的扩展，实现对ＰＣＩｅ总线事务的路由，??它在ＰＣＩｅ体系结构中的重要性仅次于ＲＣ，其组成结构如图２．３所示。??Ｕｐｓｔｒｅａｍ?端?口、＇?ｒ?Ｕｐｓｔｒｅａｍ?链路??／?Ｐ２Ｐ?＼??Ｂｒｉｄｇｅ??Ｉ?＇?Ｉ??Ｖｉｒｔｕａｌ?Ｖｉｒｔｕａｌ??Ｐ２Ｐ?Ｐ２Ｐ??＼?Ｂｒｉｄｇｅ?Ｂｒｉｄｇｅ?／??Ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ端口??Ｂｌｉｔ／，Ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ链路??ｉ?ｒ??图２．３?Ｓｗｉｔｃｈ内部结构等效逻辑图??６??


本文编号：3533679