CN201251783Y - 基于pci-e的光纤传输卡 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于PCI-E的光纤传输卡。该传输卡包括FPGA(现场可编程门阵列),光模块1-4,可编程时钟1-2,DDR-2 SDRAM等主要器件,其中:光模块,可编程时钟,用户自定义IO(输入输出管脚),DDR-2 SDRAM等器件全部同FPGA相连,FPGA连接PCI-E 8X总线。本实用新型为个人计算机和光纤设备中架起了一个桥梁,通过相应的开发,可以在将来的应用中,支持各种光纤设备。
Description
技术领域
本发明涉及一种的电子设备,其主要实现的功能是通过光纤和PCIE接口传输高速数据,应用领域主要有:高速数据远距离传输,高速数据交换,高速数据存储,光纤组网等领域。
背景技术
光纤传输系统具有传输频带极宽,通信容量很大,衰减低,串扰小,抗干扰能力强的特点,目前,光纤已经成为了高速数据传输的首选媒介。光纤传输已经广泛应用于电信、消费电子、汽车以及工控市场等领域。
PCI Express是新一代的计算机总线接口,通常简称为PCI-E或PCIe,PCIExpress采用了目前业内流行的点对点串行连接,比起PCI以及更早期的计算机总线的共享并行架构,每个设备都有自己的专用连接,不需要向整个总线请求带宽,而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率,达到PCI所不能提供的高带宽。相对于传统PCI总线在单一时间周期内只能实现单向传输,PCI Express的双单工连接能提供更高的传输速率和质量,它们之间的差异跟半双工和全双工类似,目前PCIe的速度有1X/4X/8X/16X等规格,最高传输速度可以达到4GB/s。目前,PCI Express接口在个人电脑中已经普及,最常见的PCIe设备是高速的显卡,视频采集卡,光纤存储卡等设备。
发明内容
本设计是一种基于PCI Express接口的通用光纤传输卡,其主要构件包括:
1、PCI-E 8X接口,与PC间的最高传输速度可以达到2GB/s
2、4个SFP光纤接口,每个接口均支持1G/2G SFP光模块
3、2GB板载DDR2 SDRAM存储器
4、基于Xilinx公司的Virtex-5系列FPGA,支持用户自定义光纤传输协议
本发明的有益效果是:本设计提供一个开放的硬件平台,在这个平台上用户既可以实现各种已有的通讯协议,也可以开发自己的专用通讯协议,而且用户可以在FPGA内部实现各种设想功能;本设计为个人计算机和光纤设备中架起了一个桥梁,通过相应的开发,可以在将来的应用中,支持各种光纤设备。
附图说明
图1为基于PCI-E的光纤传输卡的系统结构图
具体实施方式
本系统的电路构成如图1所示,系统硬件包括FPGA(现场可编程门阵列),光模块1-4,可编程时钟1-2,DDR2 SDRAM等主要器件,其中:光模块,可编程时钟,用户自定义IO(输入输出管脚),DDR-2 SDRAM等器件全部同FPGA(Field-programmable gate array(现场可编程门阵列))相连,FPGA连接PCI-E 8X总线。其中光模块1-4主要用于将外部输入光信号转换成芯片可以识别的电信号,同时将芯片输出的电信号转换为光信号输出;可编程时钟为系统正常工作提供稳定的时钟,用户自定义IO用于接入外部扩展设备;DDR-2 SDRAM用于实时存储高速数据;FPGA在系统中实现的功能主要有:1.对外围器件(光模块,时钟,DDR2SDRAM)的控制;2.对高速数据的收发和处理;3.实现与电脑之间通过PCI-E 8X协议的通讯。
本设计中支持4路1G/2G的SFP规格光模块,常见的种类有AVAGO公司的AFBR-57R5APZ,Agilent公司的HFBR-5710L/LP等等。
可编程时钟在本设计产生系统工作所需要的各种频率的时钟,由于光纤和DDR2存储器工作频率根据采用的器件不同而可以改变,故所需参考时钟也要求可以灵活改变,同时,时钟还需要具有低抖动的特性。
DDR2(Double Data Rate 2)SDRAM是由JEDEC(电子设备工程联合委员会)进行开发的新生代内存技术标准,它与上一代DDR内存技术标准最大的不同就是,虽然同是采用了在时钟的上升/下降延同时进行数据传输的基本方式,但DDR2内存却拥有两倍于上一代DDR内存预读取能力(即:4bit数据读预取)。换句话说,DDR2内存每个时钟能够以4倍外部总线的速度读/写数据,并且能够以内部控制总线4倍的速度运行。此外,由于DDR2标准规定所有DDR2内存均采用FBGA封装形式,而不同于目前广泛应用的TSOP/TSOP-II封装形式,FBGA封装可以提供了更为良好的电气性能与散热性,为DDR2内存的稳定工作与未来频率的发展提供了坚实的基础。
在本系统中,为了对PCI-E或者光纤传输进来的高速数据进行处理,需要具备一种速度快,容量大,易操作的存储器,故在系统中加入了DDR2内存。本系统支持的DDR2内存的最高速度规格为667Mhz,最大容量为2GB。
光纤传输的应用领域广泛,但在个人电脑领域,却始终没有得到大规模的推广,这主要的原因是因为在消费类电脑市场中,计算机主板并没有加入光纤接口,导致基于光纤传输的设备无法在个人计算机上直接使用。随着计算机处理速度,网络传输速度,计算机存储设备的发展,人们对于高速互联的需求增加,必然会催生基于光纤传输的消费类产品进入个人电脑领域。本设计为个人计算机和光纤设备中架起了一个桥梁,通过相应的开发,可以在将来的应用中,支持各种光纤设备。
Claims (1)
1、基于PCI-E的光纤传输卡,包括PCI-E 8X接口、DDR2 SDRAM存储器、光模块1-4、FPGA、可编程时钟1-2,其特征在于:光模块,可编程时钟,用户自定义IO(输入输出管脚),DDR-2 SDRAM等器件全部同FPGA相连,FPGA连接PCI-E 8X总线。
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