422板卡稱為主模式 板卡，光纖卡2稱為從模式板卡。所謂PCI主模式實(shí)現(xiàn)過程，即主模式板卡在每次發(fā)送完一 幀數(shù)據(jù)后，啟動(dòng)主模式數(shù)據(jù)讀取，直接通過PCI總線讀取從模式板卡指定偏移地址數(shù)據(jù)，并 將其存儲(chǔ)于主模式板卡的緩存中。板卡訪問過程由主模式板卡發(fā)起，而不需要經(jīng)過上位機(jī) 軟件干涉。正常情況下，整個(gè)數(shù)據(jù)讀寫時(shí)間不超過幾十個(gè)時(shí)鐘周期。PCI本地時(shí)鐘經(jīng)常采用 33MHz，也就是說，主模式的數(shù)據(jù)讀寫時(shí)間在微秒級(jí)，可以保證數(shù)據(jù)交互的實(shí)時(shí)性。
[0085] 本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)同一總線上不同板卡間的數(shù)據(jù)訪問或者對(duì)總線上專用存儲(chǔ)板卡 的數(shù)據(jù)讀取，進(jìn)而可以解決在一些測(cè)試場(chǎng)合中，因上位機(jī)軟件同步或組幀而造成的數(shù)據(jù)延 時(shí)大，不穩(wěn)定等問題。該方法可應(yīng)用于通信、測(cè)控等領(lǐng)域，且系統(tǒng)中板卡間數(shù)據(jù)交互實(shí)時(shí)性 要求較高的場(chǎng)合。本發(fā)明還可擴(kuò)展應(yīng)用到同一 PCI總線上的任意兩板卡間通信，實(shí)現(xiàn)硬件 上的數(shù)據(jù)訪問，提高數(shù)據(jù)交互實(shí)時(shí)性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用PCI主模式實(shí)現(xiàn)板卡間數(shù)據(jù)交互的方法，所述PCI主模式，是指PCI總線橋 接芯片PCI9054作為PCI總線端數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)起者，可主動(dòng)申請(qǐng)總線使用及控制權(quán)； 其特征在于：所述方法的實(shí)現(xiàn)需要涉及兩塊板卡：主模式板卡和從模式板卡；將主動(dòng) 發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌蹇ǚQ為主模式板卡，被動(dòng)配合完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌蹇ǚQ為從模式板卡；基 于PCI橋接芯片設(shè)計(jì)的主模式板卡通過硬件板卡內(nèi)部程序或者邏輯控制橋接芯片完成PCI 主模式數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)對(duì)PCI總線上板卡的訪問； 所述方法的實(shí)現(xiàn)過程為： 步驟一、主模式板卡硬件設(shè)計(jì) 主模式板卡硬件包括主控芯片F(xiàn)PGA、橋接芯片PCI9054、緩存模塊SRAM/SDRAM及各 功能模塊硬件電路，主控芯片F(xiàn)PGA用于完成對(duì)橋接芯片PCI9054的控制進(jìn)而實(shí)現(xiàn)主、從 模式數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)主控芯片F(xiàn)PGA內(nèi)部包含各功能模塊相關(guān)控制程序或邏輯；橋接芯片 PCI9054是本地總線端及PCI總線端硬件連接的橋梁，是PCI總線協(xié)議實(shí)現(xiàn)的主要芯片；緩 存模塊SRAM/SDRAM用于大數(shù)據(jù)量傳輸時(shí)作為板載內(nèi)存使用；各功能模塊可為數(shù)據(jù)收發(fā)、采 集、存儲(chǔ)模塊； 主模式板卡在設(shè)計(jì)中應(yīng)將主控芯片F(xiàn)PGA與橋接芯片PCI9054的ADS#、BLAST#及地址 線LA這些信號(hào)相連的引腳分配為雙向引腳，滿足主、從模式下的不同方向要求； 對(duì)于從模式板卡，用于實(shí)現(xiàn)PCI訪問，能夠判斷橋接芯片信號(hào)狀態(tài)并完成對(duì)主模式訪 問時(shí)的地址進(jìn)行譯碼，配合實(shí)現(xiàn)本地總線端數(shù)據(jù)讀寫； 步驟二、主模式板卡FPGA內(nèi)部邏輯設(shè)計(jì) 主模式板卡的FPGA包括PCI從模式模塊、PCI主模式模塊、總線仲裁模塊、主模式配置 模塊和數(shù)據(jù)緩存模塊；PCI從模式模塊用于與PCI9054的數(shù)據(jù)交互，對(duì)輸入地址進(jìn)行譯碼， 傳輸特定數(shù)據(jù)信息；PCI主模式模塊也可用于實(shí)現(xiàn)與PCI9054的數(shù)據(jù)交互，此時(shí)本地總線端 發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸；總線仲裁模塊用于對(duì)主模式模塊與從模式模塊申請(qǐng)本地總線占用權(quán)時(shí)進(jìn)行 仲裁，使得同一時(shí)刻只能有一個(gè)本地主板卡；主模式配置模塊用于設(shè)置主模式數(shù)據(jù)傳輸時(shí) 本地總線端地址、讀寫數(shù)據(jù)量，并給出主模式觸發(fā)脈沖信號(hào)；數(shù)據(jù)緩存模塊用于存儲(chǔ)主模式 待發(fā)送數(shù)據(jù)或已獲取數(shù)據(jù)；上述模塊的過程如下：當(dāng)主模式配置模塊接收到主模式使能信 號(hào)后，輸出相應(yīng)主模式起始信號(hào)至PCI主模式模塊；PCI主模式模塊相應(yīng)起始信號(hào)后，輸出 本地總線請(qǐng)求信號(hào)至本地總線仲裁模塊，若此時(shí)從模式模塊并沒有申請(qǐng)使用本地總線，總 線仲裁模塊則返回主模式本地總線占用允許信號(hào)；此時(shí)，PCI主模式模塊讀取本地總線端 地址及待讀取數(shù)據(jù)量后，拉低PCI9054的ADS#信號(hào)，發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸；在PCI總線端，PCI9054 輸出REQ#信號(hào)，請(qǐng)求占用PCI總線；當(dāng)其獲得PCI總線控制權(quán)后，主模式板卡讀取從模式板 卡指定偏移地址開始的固定個(gè)數(shù)的數(shù)據(jù)，并將其寫入數(shù)據(jù)緩存模塊中；數(shù)據(jù)讀取完成后，釋 放本地總線使用權(quán)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用PCI主模式實(shí)現(xiàn)板卡間數(shù)據(jù)交互的方法，其特征在 于：基于步驟一和二的設(shè)計(jì)的主模式板卡，數(shù)據(jù)傳輸過程為： 數(shù)據(jù)傳輸由本地總線端發(fā)起，本地總線端輸出ADS#信號(hào)，啟動(dòng)一次數(shù)據(jù)傳輸，并將本 地總線端地址放于本地端地址線上； PCI9054收到啟動(dòng)信號(hào)后，發(fā)出總線占用請(qǐng)求信號(hào)REQ#，請(qǐng)求得到允許后，返回GNT#， PCI9054占用PCI總線，拉低FRAME#信號(hào)，表示總線傳輸?shù)拈_始；同時(shí)，在AD [31:0]線上放 置被訪問設(shè)備的地址，該地址與本地總線端地址是一一映射的關(guān)系； 在主模式啟動(dòng)前，通過軟件或者初始化操作，將用于主模式數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋镜乜偩€端基 地址及被訪問設(shè)備在PCI總線端的基地址寫入到相應(yīng)配置寄存器中，數(shù)據(jù)讀寫時(shí)才能對(duì) 應(yīng)；PCI總線上所有板卡對(duì)AD [31:0]上地址進(jìn)行譯碼，當(dāng)發(fā)現(xiàn)該地址與其自身地址一致時(shí) 輸出DEVICE#，表明自己被選中； PCI9054輸出IRDY#表明準(zhǔn)備進(jìn)行數(shù)據(jù)讀或?qū)懖僮?，被訪問設(shè)備回傳TRDY#后，在 IRDY#與TRDY#同時(shí)有效期間，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀寫；此時(shí)，本地總線端可檢測(cè)到READY#信號(hào)，在 其有效期間完成數(shù)據(jù)讀寫； 當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸只剩最后一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，本地總線端給出BLAST#信號(hào)，PCI總線端將FRAME# 拉高，所有數(shù)據(jù)傳輸完成后，PCI總線端將IRDY#拉高，釋放總線占用權(quán)。3. -種權(quán)利要求1所述方法的應(yīng)用，其特征在于，將所述方法應(yīng)用于微波雷達(dá)產(chǎn)品暗 室測(cè)試中，實(shí)現(xiàn)過程如下： 微波雷達(dá)產(chǎn)品暗室測(cè)試過程中所基于的構(gòu)件包括：同一測(cè)試設(shè)備中的主模式板卡及 從模式板卡、暗室轉(zhuǎn)臺(tái)、置于暗室轉(zhuǎn)臺(tái)上的測(cè)試產(chǎn)品及信號(hào)源；測(cè)試過程中，主模式板卡與 測(cè)試產(chǎn)品一直進(jìn)行定時(shí)通信，通信數(shù)據(jù)中包含微波雷達(dá)測(cè)得的距離、方位、俯仰及角速度信 息；從模式板卡與轉(zhuǎn)臺(tái)內(nèi)板卡構(gòu)成反射內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)，二者通過光纖無時(shí)延傳輸數(shù)據(jù)，暗室轉(zhuǎn)臺(tái) 實(shí)時(shí)將自身的角度信息共享給從模式板卡； 首先，主模式板卡在每次發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)后，啟動(dòng)主模式數(shù)據(jù)讀取，直接通過PCI總線 讀取從模式板卡指定偏移地址數(shù)據(jù)，并將其存儲(chǔ)于主模式板卡的緩存一中，實(shí)現(xiàn)在主模式 板卡數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束時(shí)刻，獲取從模式板卡當(dāng)前數(shù)據(jù)； 然后，在正常產(chǎn)品通信數(shù)據(jù)接收完成并存入緩存二后，輸出標(biāo)志信號(hào)；接著，邏輯內(nèi)部 將緩存一中數(shù)據(jù)讀出，轉(zhuǎn)換后寫入緩存二中； 最后，上位機(jī)查詢每次緩存二中數(shù)據(jù)量是否滿足二者之和，滿足后，將其全部讀取，實(shí) 現(xiàn)一種硬件上的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交互。
【專利摘要】一種利用PCI主模式實(shí)現(xiàn)板卡間數(shù)據(jù)交互的方法，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)同一總線上不同板卡間的數(shù)據(jù)訪問或者對(duì)總線上專用存儲(chǔ)板卡的數(shù)據(jù)讀取，進(jìn)而可以解決在一些測(cè)試場(chǎng)合中，因上位機(jī)軟件同步或組幀而造成的數(shù)據(jù)延時(shí)大，不穩(wěn)定等問題。主模式功能的實(shí)現(xiàn)主要在于主模式板卡硬件設(shè)計(jì)、本地總線端相關(guān)邏輯設(shè)計(jì)以及對(duì)橋接芯片PCI9054的配置。利用FPGA與PCI9054相結(jié)合的方式，完成了本地總線端PCI接口硬件及邏輯設(shè)計(jì)，可以較為完善的實(shí)現(xiàn)主模式下數(shù)據(jù)傳輸功能?？蓱?yīng)用于通信、測(cè)控等領(lǐng)域，且系統(tǒng)中板卡間數(shù)據(jù)交互實(shí)時(shí)性要求較高的場(chǎng)合。利用PCI總線優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)PCI主模式設(shè)計(jì)，提高測(cè)試板卡之間數(shù)據(jù)交互的實(shí)時(shí)性，性能穩(wěn)定，具有較好的拓展性。
【IPC分類】G06F13/362, G06F11/34
【公開號(hào)】CN105045704
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510354428
【發(fā)明人】付寧, 劉通, 徐東東, 喬立巖
【申請(qǐng)人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年6月24日