為了靈活地實現(xiàn)VPX系統(tǒng)中功能的擴展,設(shè)計了一種采用PCI-e總線和PCI-x總線的XMC/PMC功能載板。該載板通過P1-P6連接器與不同功能板卡連接,由HD68接口實現(xiàn)外界與載板之間數(shù)據(jù)通信,并介紹了以PCI-e開關(guān)模塊和PCIe轉(zhuǎn)PCI-x模塊為主的系統(tǒng)方案。對其中的轉(zhuǎn)換模塊、開關(guān)模塊、存儲模塊、電源模塊和時鐘模塊進行了詳細(xì)介紹。在電路設(shè)計過程中,通過仿真保證高速電路的信號完整性。最后通過與AD板卡進行調(diào)試,驗證了XMC/PMC設(shè)計可行性。 

【文章來源】：電子器件. 2017年06期 北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

載板系統(tǒng)框圖

，PMC支持4路(X4)PCI－X總線，因此將P1口進行功能劃分，連接片1～4采用PCI－e作為互連總線，連接背板與載板之間的數(shù)據(jù)信號，同時將信號與XMC相連，與外部進行輸出控制，連接片5～8連接PCI－e轉(zhuǎn)換PCI－X轉(zhuǎn)換芯片，將轉(zhuǎn)換生成的PCI－X總線連接到PMC模塊，第9連接片實現(xiàn)存儲功能。本載板可以通過連接器(P1－P6)負(fù)載功能板卡，為了后期測試載板的性能，記錄了負(fù)載AD板卡的輸出波形。其中連接器P5，P6實現(xiàn)與AD板卡之間的通訊。P5，P6連接器點的信號包括時鐘、觸發(fā)、16bitADC、DAC和GND信號。AD板的系統(tǒng)框圖如圖2所示。圖2AD板卡系統(tǒng)框圖2硬件設(shè)計XMC/PMC載板作為功能板卡的承載，一方面要性能穩(wěn)定，另一方面還必須實現(xiàn)板卡的功能［4］。由圖1系統(tǒng)框圖可以看出，設(shè)計主要包括PCI－e開關(guān)模塊、PCI－e轉(zhuǎn)PCI－x模塊、存儲模塊、電源管理和時鐘模塊。下面將對這些模塊進行具體的介紹。圖3PEX8619配置方式2．1PCI－e開關(guān)模塊PCI－e開關(guān)芯片選擇的標(biāo)準(zhǔn)在于端口和信道。當(dāng)前使用的端口為4個，信號需求為16個。可以選擇PLX公司的4端口芯片PEX8619，它是專門用于PCI－e端口擴展的芯片，包含16bit配置端口，配置方式有多種，這里選用的是4路X4的配置方式［5］。配置方式如圖3所示。每個PCI－e端口包括兩部分信號—通訊信號和控制信號。通訊信號主要有Lane信道組成，而且每個Lane信道都包含一對差分對，控制信號包括時鐘信號，電源信號等。PCI－e開關(guān)模塊分別連接著VPX背板和XMC模塊。2．2PCI－e轉(zhuǎn)PCI－x模塊PCI－e轉(zhuǎn)PCI－x芯片選用Pericom公司的P17C9X130，該芯片不僅兼容PCI－e1．1版本規(guī)范，支持PCI－e總線X4端口，而且能夠?qū)崿F(xiàn)PCI－e和PCI－x端口之間的相互轉(zhuǎn)化［6］。設(shè)計需要PCI－e總線經(jīng)由芯片產(chǎn)生PCI－x，133M

功能。本載板可以通過連接器(P1－P6)負(fù)載功能板卡，為了后期測試載板的性能，記錄了負(fù)載AD板卡的輸出波形。其中連接器P5，P6實現(xiàn)與AD板卡之間的通訊。P5，P6連接器點的信號包括時鐘、觸發(fā)、16bitADC、DAC和GND信號。AD板的系統(tǒng)框圖如圖2所示。圖2AD板卡系統(tǒng)框圖2硬件設(shè)計XMC/PMC載板作為功能板卡的承載，一方面要性能穩(wěn)定，另一方面還必須實現(xiàn)板卡的功能［4］。由圖1系統(tǒng)框圖可以看出，設(shè)計主要包括PCI－e開關(guān)模塊、PCI－e轉(zhuǎn)PCI－x模塊、存儲模塊、電源管理和時鐘模塊。下面將對這些模塊進行具體的介紹。圖3PEX8619配置方式2．1PCI－e開關(guān)模塊PCI－e開關(guān)芯片選擇的標(biāo)準(zhǔn)在于端口和信道。當(dāng)前使用的端口為4個，信號需求為16個�？梢赃x擇PLX公司的4端口芯片PEX8619，它是專門用于PCI－e端口擴展的芯片，包含16bit配置端口，配置方式有多種，這里選用的是4路X4的配置方式［5］。配置方式如圖3所示。每個PCI－e端口包括兩部分信號—通訊信號和控制信號。通訊信號主要有Lane信道組成，而且每個Lane信道都包含一對差分對，控制信號包括時鐘信號，電源信號等。PCI－e開關(guān)模塊分別連接著VPX背板和XMC模塊。2．2PCI－e轉(zhuǎn)PCI－x模塊PCI－e轉(zhuǎn)PCI－x芯片選用Pericom公司的P17C9X130，該芯片不僅兼容PCI－e1．1版本規(guī)范，支持PCI－e總線X4端口，而且能夠?qū)崿F(xiàn)PCI－e和PCI－x端口之間的相互轉(zhuǎn)化［6］。設(shè)計需要PCI－e總線經(jīng)由芯片產(chǎn)生PCI－x，133MHz的總線接口，進而通過PMC連接口將數(shù)據(jù)傳輸出去。轉(zhuǎn)換芯片和AD板FPGA間的信號連接框圖如圖4所示。圖4信號連接圖圖4中，AD［31:0］是PCI總線32bit雙向數(shù)據(jù)、地址信號，C/BE［7:0］為使能信號。P17C9X130能夠通過內(nèi)部鎖相環(huán)將PCI－e差分時鐘生成7個時鐘信號，驅(qū)動外圍

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于FPGA的智能PMC通訊模塊設(shè)計[J]. 李宇.  計算機測量與控制. 2011(11)
[2]基于VPX標(biāo)準(zhǔn)的PMC/XMC載板設(shè)計[J]. 王學(xué)寶.  計算機測量與控制. 2010(08)
[3]PCI Express交換器交換模塊的設(shè)計及實現(xiàn)[J]. 郭友洪,楊紅官,尚林林.  微電子學(xué)與計算機. 2009(06)
[4]下一代交換式總線技術(shù)的研究與設(shè)計[J]. 李典,陳穎,鄒傳云.  電視技術(shù). 2007(02)

碩士論文
[1]基于PCI-E結(jié)構(gòu)的交換轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)研究與實現(xiàn)[D]. 彭清泉.北京郵電大學(xué) 2012
[2]基于PCI Express架構(gòu)高速交換系統(tǒng)設(shè)計和信號完整性分析[D]. 鄧建廷.北京郵電大學(xué) 2011



本文編號：2956064