TTE端系统适配卡PCIe总线控制器的设计与实现

发布时间：2020-07-09 05:56

【摘要】：随着信息技术的发展,实时网络传输场景,如无人驾驶、航空航天等领域的网络传输给基于事件触发的传统网络带来新的挑战和需求,因此,实时传输网络协议成为各国的研究热点之一,在实时性网络协议中TTE因其结合传统以太网,IEEE1588v2时间同步技术,时间触发协议,速率受限业务传输以及保证传输等内容而脱颖而出,TTE将时间触发协议的确定性和实时性同现有以太网的动态性以及“尽力服务”特性相融合,为高度可靠的计算机网络提供支持。TTE系统由TTE端系统和TTE交换机两部分构成,TTE端系统作为TTE系统的关键设备,主要由端系统适配卡和端系统主机构成,实现TT、ET业务数据的收发和时间同步功能。用户数据在端系统主机封装成TT、ET业务后经PCIe总线接口传输到端系统适配卡,在端系统适配卡上完成以太网帧的解析与数据下发处理;端系统适配卡存储的TT、BE业务数据上传至端系统主机。本文着重研究的内容是TTE端系统适配卡PCIe总线控制器的设计与实现技术。本文首先介绍了TTE系统的研究背景以及TTE和PCIe的相关简介。其次,介绍了PCIe总线控制器的设计需求,重点阐述了PCIe结构及数据的接收、发送流程。第三,详细介绍了TTE端系统适配卡PCIe总线控制器的设计与实现,其核心模块:发送控制引擎主要负责PIO读完成包,DMA读请求包以及DMA写请求包的封装,接收控制引擎主要负责PIO读请求包,PIO写请求包以及DMA读完成包的解析,数据存储模块主要负责乱序Tag的读完成包数据存储,数据拼接模块主要负责将上行数据封装成写请求包,中断处理控制模块主要负责MSI或者INT-x中断时序。最后对PCIe总线控制器进行仿真分析和板级测试,并且总结测试过程中遇到的问题以及解决思路。板级测试表明,本文所设计的PCIe总线控制器能够满足TTE端系统主机和TTE端系统适配卡之间TT、ET业务数据传输。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP273;TP393.11
【图文】：

基本参数,可定制

TLP 包头开销和中断开销等，PCIe 总线带宽也可以满足终端适配卡中发送/接收处理模块的带宽。基本参数配置如图 3.2 所示：图3.2 基本参数的配置3.1.2 用户可定制信息标识器件或应用制造商 ID 号：Xilinx 产品的 PCIe 外设 ID 号是 0x10EE[20]。用户可定制信息配置如图 3.3 所示：

可定制,基地址寄存器,寄存器

三章 TTE 端系统适配卡 PCIe 总线控制器的设计与实现15图3.3 用户可定制信息的配置3.1.3 基地址寄存器配置32bit BAR 地址空间最小为 16B，最大为 2GB，可用于存储器空间或 I/O 空间[30]。此处我们开辟的 BAR 空间大小为 1MB，定义了 DMA 读写操作相关的寄存器、中断状态寄存器以及性能参数寄存器等。基地址寄存器配置如图 3.4 所示：图3.4 基地址寄存器的配置

基地址寄存器,寄存器

此处我们开辟的 BAR 空间大小为 1MB，定义了 DMA 读写操作相关的寄存器、中断状态寄存器以及性能参数寄存器等。基地址寄存器配置如图 3.4 所示：图3.4 基地址寄存器的配置

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