中文引用格式: 劉佳寧,單偉,劉金鵬. PCIe總線DMA高速傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用,2023,49(12):85-89.
英文引用格式: Liu Jianing,Shan Wei,Liu Jinpeng. Design and implementation of DMA high-speed transmission system based on PCIe[J]. Application of Electronic Technique,2023,49(12):85-89.
0 引言
隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,通信系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸帶寬的要求也越來(lái)越高。作為系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)交互的橋梁,IO總線是決定整個(gè)系統(tǒng)傳輸帶寬和處理性能的關(guān)鍵[1]。
傳統(tǒng)的第二代IO總線以PCI和PCI-X總線為代表,其特點(diǎn)是時(shí)鐘頻率較低,數(shù)據(jù)總線并行傳輸,在傳輸速度和硬件成本等方面制約了PCI總線的整體帶寬[2],且由于總線共享,單一外設(shè)無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間占用總線,進(jìn)一步限制了總的傳輸速率[3]。新興的第三代IO總線PCI Express(PCIe)總線解決了上述問(wèn)題。PCIe總線采用點(diǎn)到點(diǎn)串行差分結(jié)構(gòu),所有外設(shè)設(shè)備通過(guò)獨(dú)立通道實(shí)現(xiàn)互聯(lián)[4],因此所有外設(shè)單獨(dú)使用總線通道的所有帶寬,且各設(shè)備間可以并發(fā)傳輸互不影響[5],因此系統(tǒng)的整體性能得到有效提升,解決了高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐掏铝繂?wèn)題。在現(xiàn)代通信領(lǐng)域,PCIe總線的使用前景十分廣闊。
本文設(shè)計(jì)了一種基于PCIe總線架構(gòu)的高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),考慮到PCIe協(xié)議的復(fù)雜性,可以使用協(xié)議芯片簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)[6],本文則使用Xilinx官方提供的軟核作為PHY模塊實(shí)現(xiàn)PCIe鏈路層協(xié)議,同時(shí)利用FPGA豐富的邏輯資源和緩存資源設(shè)計(jì)頂層應(yīng)用模塊,完成PCIe協(xié)議包的收發(fā),實(shí)現(xiàn) PCIe板卡的完整協(xié)議。最后聯(lián)合上層軟件控制程序和底層驅(qū)動(dòng)構(gòu)成完整的閉環(huán)傳輸測(cè)試系統(tǒng),為同類(lèi)型數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的工程應(yīng)用提供了設(shè)計(jì)參考。
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作者信息:
劉佳寧,單偉,劉金鵬
(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十八研究所,江蘇 無(wú)錫 214035)

