CN105227325A - 基于fpga的通用接口子卡 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于FPGA的通用接口子卡，包括：数据接口格式转换模块，用来将报文数据从该接口的数据格式转换为FPGA内部一种统一的数据格式；端口分配模块，用来识别报文数据的来源接口，并为该报文数据分配一个唯一的、表征该接口的8位全局端口号；匹配控制模块，用来根据软件下发的报文中携带的端口号信息决定此报文数据的发送去向；管理接口格式转换模块，用来将报文数据从FPGA内部统一的数据格式转换为该接口的数据格式。本发明具有结构简单紧凑、成本低廉、能够提高报文控制和数据通信灵活性等优点。

Description

基于FPGA的通用接口子卡
技术领域
本发明主要涉及到网络设备接口数据通信领域，特指一种基于FPGA的通用接口子卡。
背景技术
随着技术的发展和进步，各种通信网络越来越多，例如IP网络、ATM网络、SDH网络等。它们都需要一个核心的网络交换设备处理来自不同网络接口设备的数据，并辅以各种不同的通信手段、不同的传输协议，一起构成了各有专长又互相融合的通信网络系统。但是，传统的包含CPU或者NPU等处理器的网络设备板卡接口类型不够丰富，并且单独设计通信板卡成本较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单紧凑、成本低廉、能够提高报文控制和数据通信灵活性的基于FPGA的通用接口子卡。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种基于FPGA的通用接口子卡，包括：
数据接口格式转换模块，用来将报文数据从该接口的数据格式转换为FPGA内部一种统一的数据格式；
端口分配模块，用来识别报文数据的来源接口，并为该报文数据分配一个唯一的、表征该接口的8位全局端口号；
匹配控制模块，用来根据软件下发的报文中携带的端口号信息决定此报文数据的发送去向；
管理接口格式转换模块，用来将报文数据从FPGA内部统一的数据格式转换为该接口的数据格式。
作为本发明的进一步改进：所述数据接口格式转换模块与主控办卡相连，所述主控板卡对接收到的报文处理完毕后，按照接口之间的通信需求，对接收到的数据进行封装，并按照对应的接口协议送到相应接口，实现接口之间的互相通信。
作为本发明的进一步改进：所述接口子卡的前面板上包含两种类型的数据接口：以太网接口和LVDS接口。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明的基于FPGA的通用接口子卡，为基于FPGA的通用接口子卡，其将不同接口的数据转化为统一接口的数据，由CPU或者NPU等处理器进行处理，既可以降低成本，又可以提高报文控制、数据通信的灵活性。
2、本发明的基于FPGA的通用接口子卡，设计简单有效、资源占用少、成本低廉，满足了工程需求。
附图说明
图1是本发明的拓扑结构示意图。
图2是本发明在一个具体应用实例中的详细系统结构示意图。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本发明的基于FPGA的通用接口子卡，包括：
数据接口格式转换模块，用来将报文数据从该接口的数据格式转换为FPGA内部一种统一的数据格式；
端口分配模块，用来识别报文数据的来源接口，并为该报文数据分配一个唯一的、表征该接口的8位全局端口号；
匹配控制模块，用来根据软件下发的报文中携带的端口号信息决定此报文数据的发送去向；
管理接口格式转换模块，用来将报文数据从FPGA内部统一的数据格式转换为该接口的数据格式。
通过采用上述结构，通用接口子卡的功能是接口板卡可以将不同接口的报文数据进行统一化处理传输后，通过管理接口与主控板卡进行通信，数据由主控板卡上的CPU或者NPU等处理器进一步处理，主控板卡对接收到的报文处理完毕后，按照接口之间的通信需求，对接收到的数据进行封装，并按照对应的接口协议送到相应接口，实现接口之间的互相通信。也就是说，本发明能够将来自不同接口的数据转化为统一的接口数据，由CPU或者NPU等处理器进行处理，既可以降低成本，又可以提高报文控制、数据通信的灵活性。
在较佳的实施例中，本发明接口子卡可以与其他板卡共同组成一套完整的系统，系统硬件总体上采用CompactPeripheralComponentInterconnect(CPCI)架构。
在较佳的实施例中，进一步还可以在本发明的接口子卡的前面板上包含两种类型的数据接口：以太网接口和LVDS接口。
参见图2所示，为本发明通用接口子卡在一个具体应用实例中的详细系统结构示意图。假设接口子卡总共包含n个接口，其中m个以太网接口，k个lvds接口。选取了一个以太网口作为管理接口，负责与主控板卡通信交互。接口之间互相通信需经过两条通路，包括数据上行通路和数据下行通路。经过软硬件交互从而达到通信目的。
数据上行通路具体工作流程如下：
当以太网(或LVDS)接口接收到通信数据时，首先经过以太网接收(或LVDS接收)模块完成数据格式的转换，统一转换为FPGA内部数据传输格式。然后，通过轮询模块轮询各个接口收到的数据，保证每个接口都不会遗漏。端口分配模块接收到轮询后送过来的数据报文，则根据内部数据格式中输入端口号的标识在报文头部添加8位的端口号，组装后将数据发送给CRC生成模块，从而方便后面软件对接收到的报文进行识别处理。CRC生成模块对添加端口号信息后的报文数据重新计算CRC，覆盖原有的报文帧校验信息。最后，以太网发送模块将送来的报文数据转换为该接口的数据格式后发送给主控板卡处理。
数据下行通路具体工作流程如下：
当管理接口接收到主控板下发的报文后，立刻经过以太网接收模块将该接口格式的数据转换为内部格式数据。然后通过端口删除模块将主控板在报文头部添加的端口号信息和报文尾部的帧校验信息删除掉。匹配控制模块则根据内部数据格式中输入端口号的标识，对接收到的报文分为两类送到相应模块。发送到以太网接口的报文需要在报文尾部添加帧校验信息，因此需要经过CRC生成模块，对删除掉端口号信息和帧校验信息的报文重新计算CRC，附加到报文尾部；而发送到LVDS接口的报文只需要经过输出轮询模块轮询输出到相应接口即可。最后，以太网发送(LVDS发送)模块将送来的报文数据转换为相应接口要求的格式发送出去。
经过上述流程，该接口子卡的任何接口之间都可以完成正常的通信需求。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于FPGA的通用接口子卡，其特征在于，包括：
数据接口格式转换模块，用来将报文数据从该接口的数据格式转换为FPGA内部一种统一的数据格式；
端口分配模块，用来识别报文数据的来源接口，并为该报文数据分配一个唯一的、表征该接口的8位全局端口号；
匹配控制模块，用来根据软件下发的报文中携带的端口号信息决定此报文数据的发送去向；
管理接口格式转换模块，用来将报文数据从FPGA内部统一的数据格式转换为该接口的数据格式。
2.根据权利要求1所述的基于FPGA的通用接口子卡，其特征在于，所述数据接口格式转换模块与主控办卡相连，所述主控板卡对接收到的报文处理完毕后，按照接口之间的通信需求，对接收到的数据进行封装，并按照对应的接口协议送到相应接口，实现接口之间的互相通信。
3.根据权利要求1或2所述的基于FPGA的通用接口子卡，其特征在于，所述接口子卡的前面板上包含两种类型的数据接口：以太网接口和LVDS接口。
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