本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的PCI Express高速數(shù)據(jù)交換技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本課題來源于國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“基于AIS的船舶無(wú)線自動(dòng)定位的新理論與關(guān)鍵技術(shù)”(NO.61231006),該項(xiàng)目采用軟件接收機(jī)的技術(shù)架構(gòu)研究實(shí)現(xiàn)AIS基帶信號(hào)的處理。本課題在該項(xiàng)目中承擔(dān)射頻信號(hào)下變頻后AD高速采樣數(shù)據(jù)初步I/Q解調(diào)后的高速數(shù)據(jù)傳輸接口部分的研究設(shè)計(jì)。本研究將FPGA解調(diào)后的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)絇C機(jī)的軟件平臺(tái),其需求的數(shù)據(jù)傳輸速率為931.84Mb/s。由于研究成果應(yīng)用于工業(yè)實(shí)現(xiàn),考慮到設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性和高速的數(shù)據(jù)交換要求,本設(shè)計(jì)需要使用PCI Express總線才能滿足設(shè)計(jì)的需求。根據(jù)PCI Express總線的性能以及對(duì)設(shè)計(jì)成本的考慮,本設(shè)計(jì)使用PCI Express1.1協(xié)議實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)交換功能。主要完成了以下幾方面的研究?jī)?nèi)容。(1)深入研究了PCI Express系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及PCI Express總線的層次結(jié)構(gòu),從而確定了系統(tǒng)頂層的設(shè)計(jì)架構(gòu),將設(shè)計(jì)劃分為事務(wù)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層三個(gè)層次,同時(shí)確定了系統(tǒng)時(shí)鐘以及各層次的時(shí)鐘。(2)具體研究了PCI Express端點(diǎn)各層次的實(shí)現(xiàn)方法,具體設(shè)計(jì)了各層次的模塊功能,并通過編寫RTL編碼,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了單方向2.5Gb/s的發(fā)送和接收速率,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了事務(wù)層的流控制協(xié)議、數(shù)據(jù)鏈路層的Ack/Nak鏈路傳輸協(xié)議和物理層的鏈路訓(xùn)練和初始化功能,從而保證了數(shù)據(jù)的正確傳輸,完成了整個(gè)系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)。(3)對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行了驗(yàn)證,在Modelsim SE 6.5平臺(tái)上對(duì)基于FPGA設(shè)計(jì)的各子模塊進(jìn)行了功能驗(yàn)證,并運(yùn)行整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行功能仿真,從而驗(yàn)證了本設(shè)計(jì)所有的邏輯與功能；并對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行了時(shí)序驗(yàn)證,通過分析設(shè)計(jì)的關(guān)鍵路徑,找出了時(shí)序違例的原因,并通過時(shí)序約束與時(shí)序優(yōu)化兩種方法使設(shè)計(jì)滿足了時(shí)序的要求。同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行了硬件驗(yàn)證,經(jīng)測(cè)試設(shè)計(jì)滿足了2.5Gb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。
【關(guān)鍵詞】：PCI Express協(xié)議 高速數(shù)據(jù)傳輸 總線 FPGA
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP334.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 課題的研究背景與意義10
• 1.2 高速數(shù)據(jù)交換技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.3 論文的主要內(nèi)容12-14
• 第2章 PCI Express總線研究14-28
• 2.1 PCI Express系統(tǒng)結(jié)構(gòu)14-16
• 2.2 PCI Express層次結(jié)構(gòu)16-17
• 2.3 事務(wù)層協(xié)議17-21
• 2.3.1 事務(wù)層包的結(jié)構(gòu)17-19
• 2.3.2 路由方式19-20
• 2.3.3 流控制協(xié)議20-21
• 2.4 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議21-25
• 2.4.1 數(shù)據(jù)鏈路層包的結(jié)構(gòu)22-23
• 2.4.2 Ack/Nak協(xié)議23-25
• 2.5 物理層協(xié)議25-27
• 2.5.1 數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)25
• 2.5.2 亂序原則25-26
• 2.5.3 8b/10b編碼協(xié)議26-27
• 2.6 本章小結(jié)27-28
• 第3章 PCI Express接口模塊設(shè)計(jì)28-59
• 3.1 系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)計(jì)28-30
• 3.2 物理層協(xié)議設(shè)計(jì)30-41
• 3.2.1 Rocket IO GTP收發(fā)器原理31-32
• 3.2.2 數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計(jì)32-38
• 3.2.3 鏈路訓(xùn)練和狀態(tài)機(jī)38-41
• 3.3 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議設(shè)計(jì)41-49
• 3.3.1 數(shù)據(jù)包發(fā)送模塊設(shè)計(jì)41-43
• 3.3.2 數(shù)據(jù)包接收模塊設(shè)計(jì)43-45
• 3.3.3 Ack/Nak鏈路傳輸協(xié)議設(shè)計(jì)45-48
• 3.3.4 數(shù)據(jù)鏈路控制與管理狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)48-49
• 3.4 事務(wù)層協(xié)議設(shè)計(jì)49-58
• 3.4.1 事務(wù)包發(fā)送模塊設(shè)計(jì)50-52
• 3.4.2 事務(wù)包接收模塊設(shè)計(jì)52-55
• 3.4.3 配置空間功能設(shè)計(jì)55-56
• 3.4.4 流控制協(xié)議設(shè)計(jì)56-58
• 3.5 本章小結(jié)58-59
• 第4章 PCI Express接口模塊的仿真驗(yàn)證及優(yōu)化59-73
• 4.1 PCI Express功能仿真59-64
• 4.1.1 驗(yàn)證環(huán)境59-60
• 4.1.2 仿真結(jié)果60-64
• 4.2 PCI Express時(shí)序分析64-69
• 4.2.1 靜態(tài)時(shí)序分析原理64-65
• 4.2.2 時(shí)序約束設(shè)計(jì)65-67
• 4.2.3 時(shí)序優(yōu)化67-69
• 4.3 下板測(cè)試驗(yàn)證69-72
• 4.4 本章小結(jié)72-73
• 總結(jié)73-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 致謝78-79
• 作者簡(jiǎn)介79

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1 丁超;;電子政務(wù)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)[J];電腦知識(shí)與技術(shù)(學(xué)術(shù)交流);2007年12期

2 繆艷紅;;數(shù)據(jù)交換技術(shù)[J];中國(guó)現(xiàn)代教育裝備;2011年22期

3 文必龍;鄒華麗;;基于角色流的數(shù)據(jù)交換技術(shù)研究[J];計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展;2012年03期

4 高妍;;淺談數(shù)據(jù)交換技術(shù)[J];軟件;2013年10期

5 林峰;任開銀;倪斌;;基于時(shí)間閘和放行令牌的數(shù)據(jù)交換技術(shù)[J];計(jì)算機(jī)工程;2009年02期

6 吳超仲;吳業(yè)福;張丹;付譚歡;;機(jī)動(dòng)車道路考試系統(tǒng)智能評(píng)判方法與數(shù)據(jù)交換技術(shù)[J];交通信息與安全;2012年06期

7 凌穎 ,吳軼瓊 ,朱秋萍;Multimedia Toolbook中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)[J];多媒體世界;1997年08期

8 冷雪松,杜潤(rùn)生,吳波;虛擬制造平臺(tái)數(shù)據(jù)交換技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)[J];桂林電子工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);1998年01期

9 陶利國(guó);;安全數(shù)據(jù)交換技術(shù)在音頻制播網(wǎng)的應(yīng)用[J];沙洲職業(yè)工學(xué)院學(xué)報(bào);2010年04期

10 徐曉昭;電子政務(wù)系統(tǒng)中異構(gòu)數(shù)據(jù)交換技術(shù)研究[J];南京曉莊學(xué)院學(xué)報(bào);2004年04期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 王霓虹;邊繼龍;;基于XML的數(shù)據(jù)交換技術(shù)研究[A];黑龍江省計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)2007年學(xué)術(shù)交流年會(huì)論文集[C];2007年

2 童秉樞;陳繼忠;;產(chǎn)品敏捷設(shè)計(jì)支持系統(tǒng)中的集成與數(shù)據(jù)交換技術(shù)[A];中國(guó)圖學(xué)新進(jìn)展2007——第一屆中國(guó)圖學(xué)大會(huì)暨第十屆華東六省一市工程圖學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

3 師偉;陳冕;趙雪生;;設(shè)計(jì)和試驗(yàn)信息平臺(tái)數(shù)據(jù)交換技術(shù)應(yīng)用[A];面向航空試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)——2013年航空試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)峰會(huì)暨學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2013年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院 付曉宇 孫星;應(yīng)用異構(gòu)數(shù)據(jù)交換技術(shù)構(gòu)建物流信息平臺(tái)[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2012年

2 本報(bào)記者;危險(xiǎn)品和長(zhǎng)途客運(yùn)車輛行駛監(jiān)控技術(shù)[N];中國(guó)安全生產(chǎn)報(bào);2007年

3 本報(bào)記者 龔蕙;高端技術(shù) 推進(jìn)中國(guó)i 時(shí)代[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2000年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 朱胤逵;基于TRIBON多平臺(tái)數(shù)據(jù)交換技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2015年

2 騰孝東;基于FPGA的PCI Express高速數(shù)據(jù)交換技術(shù)研究[D];大連海事大學(xué);2016年

3 張雪;基于Agent的數(shù)據(jù)交換技術(shù)研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2011年

4 王勝銀;通用數(shù)據(jù)交換技術(shù)的研究與應(yīng)用[D];西南交通大學(xué);2004年

5 成益鑫;基于XML的船舶數(shù)字化平臺(tái)的數(shù)據(jù)交換技術(shù)研究[D];江南大學(xué);2009年

6 謝輔雯;基于XML異構(gòu)數(shù)據(jù)交換技術(shù)的應(yīng)用研究[D];江西理工大學(xué);2008年

7 唐瓊;基于XML的光學(xué)數(shù)據(jù)交換技術(shù)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2004年

8 周兆濱;基于XML的物流數(shù)據(jù)交換技術(shù)的研究[D];機(jī)械科學(xué)研究院;2004年

9 王昊;基于SDAI的船舶數(shù)據(jù)交換技術(shù)[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

10 涂海龍;數(shù)據(jù)交換技術(shù)及其Web應(yīng)用研究[D];華中科技大學(xué);2011年

  本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的PCI Express高速數(shù)據(jù)交換技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：255093