【摘要】：針對目前雷達原始零中頻數(shù)據(jù)后期重新分析的需求,實現(xiàn)低成本的雷達多通道高速數(shù)據(jù)記錄的目的,通過對串行高速輸入輸出(SRIO)協(xié)議三層鏈路建立過程的分析與實測,設(shè)計了基于光纖傳輸?shù)睦走_數(shù)據(jù)接口,解決了雷達處理機與數(shù)據(jù)記錄卡間Xilinx與Altera兩個FPGA廠商SRIO協(xié)議互連的問題,以及設(shè)計了基于分頁DMA控制的PCIe協(xié)議接口轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)乒乓記錄系統(tǒng),實現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸接口的標準化,實現(xiàn)了高速數(shù)據(jù)的低成本與高可靠記錄。本系統(tǒng)的實現(xiàn)解決了新體制雷達獲取實測數(shù)據(jù)中面臨的數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)通道多、雷達與記錄端的遠距離傳輸問題。
【圖文】：

節(jié)上的封閉，導(dǎo)致了工程中雖然都以SRIO協(xié)議標準來實現(xiàn)通信，但卻難以正確建立鏈路，本文通過SRIO協(xié)議通信建立的三層過程來逐一分析解決問題。其次對于數(shù)據(jù)流的接入和存儲來說，數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的易用性與成本是高速數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)應(yīng)用推廣的主要障礙，目前現(xiàn)貨可采購的光纖接口卡價格高，專用固態(tài)FLASH存儲板卡更是昂貴，因此考慮采用FPGA設(shè)計SRIO-PCIe轉(zhuǎn)換接口卡［5］，接口卡采用標準計算機PCIe4X接口，這樣就可以采用普通計算機作為存儲設(shè)備，可以針對不同需求從廉價的硬盤到固態(tài)盤陣列靈活實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲，整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。由于SRIO與PCIe協(xié)議完全不同，必須完全設(shè)計一套機制實現(xiàn)不同協(xié)議間的數(shù)據(jù)流傳輸，本文通過設(shè)計不同時鐘域的數(shù)據(jù)同步機制解決了數(shù)據(jù)包同步問題，設(shè)計了分頁控制的DMA控制解決了PCIe數(shù)據(jù)持續(xù)高速傳輸控制問題。圖1光纖數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)構(gòu)成2基于SRIO協(xié)議的光纖通信接口SRIO采用三層分級體系結(jié)構(gòu):邏輯層規(guī)范位于最高層，定義全部協(xié)議和數(shù)據(jù)包的格式，它們?yōu)槎它c器件發(fā)起和完成事務(wù)提供必要的信息;傳輸層規(guī)范在中間層，定義RapidIO地址空間以及在端點器件間傳輸包所需的路由信息;物理層規(guī)范在整個分級結(jié)構(gòu)的底部，包括器件級接口的細節(jié)，如包傳輸機制、流量控制、電氣特性和低級錯誤管理［6］。圖2Altera提供的SRIO實現(xiàn)IP核三層結(jié)構(gòu)圖3Xilinx提供的SRIO實現(xiàn)IP核三層結(jié)構(gòu)互連模型不同廠商對SRIO實現(xiàn)在協(xié)議內(nèi)容上是一樣的，不同的僅是實現(xiàn)方法上，如圖2中Altera［7］嚴格按照SRIO劃分的三層模型實現(xiàn)，而圖3中Xilinx則把邏輯層與傳輸層合并實現(xiàn)［8］，由于廠商的IP核對各層的實現(xiàn)均是封閉的，在工程實現(xiàn)中必須分離出SRIO協(xié)議各層間接口信號對應(yīng)的功能，排除不同廠商功能實現(xiàn)的區(qū)別，才能實現(xiàn)互連互通?

傳輸，本文通過設(shè)計不同時鐘域的數(shù)據(jù)同步機制解決了數(shù)據(jù)包同步問題，設(shè)計了分頁控制的DMA控制解決了PCIe數(shù)據(jù)持續(xù)高速傳輸控制問題。圖1光纖數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)構(gòu)成2基于SRIO協(xié)議的光纖通信接口SRIO采用三層分級體系結(jié)構(gòu):邏輯層規(guī)范位于最高層，定義全部協(xié)議和數(shù)據(jù)包的格式，它們?yōu)槎它c器件發(fā)起和完成事務(wù)提供必要的信息;傳輸層規(guī)范在中間層，定義RapidIO地址空間以及在端點器件間傳輸包所需的路由信息;物理層規(guī)范在整個分級結(jié)構(gòu)的底部，包括器件級接口的細節(jié)，如包傳輸機制、流量控制、電氣特性和低級錯誤管理［6］。圖2Altera提供的SRIO實現(xiàn)IP核三層結(jié)構(gòu)圖3Xilinx提供的SRIO實現(xiàn)IP核三層結(jié)構(gòu)互連模型不同廠商對SRIO實現(xiàn)在協(xié)議內(nèi)容上是一樣的，不同的僅是實現(xiàn)方法上，如圖2中Altera［7］嚴格按照SRIO劃分的三層模型實現(xiàn)，而圖3中Xilinx則把邏輯層與傳輸層合并實現(xiàn)［8］，由于廠商的IP核對各層的實現(xiàn)均是封閉的，在工程實現(xiàn)中必須分離出SRIO協(xié)議各層間接口信號對應(yīng)的功能，排除不同廠商功能實現(xiàn)的區(qū)別，才能實現(xiàn)互連互通。另外理論上兩個廠商在SRIO協(xié)議物理層的定義雖然是一致的，可以直接互連，但在實際工程中物理層的直接互連就會出現(xiàn)只有不同廠商SRIO互連才會出現(xiàn)的問題。因此，要實現(xiàn)高通用性的基于SRIO協(xié)議的光纖通信接口，分別要考慮建立物理層鏈路、傳輸層鏈路和邏輯層鏈路這三方面的問題。2．1建立物理層鏈路物理層鏈路的建立是使通信雙方在器件、參數(shù)一致的條件下實現(xiàn)互連，包括以下條件:傳輸介質(zhì)一致，這里選取光纖;光模塊工作波長一致，出于成本控制因素，這里選取一般被稱為多模的850nm波長光纖。而在符合標準規(guī)范實現(xiàn)的基礎(chǔ)上，要實現(xiàn)鏈路的成功建增刊2母其勇等:基于SRapidIO及PCIe協(xié)議的雷達多通道數(shù)據(jù)光纖?

【參考文獻】

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本文編號：2721387