CN208782818U - 一种多路并行光纤数据收发板卡 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多路并行光纤数据收发板卡，涉及光纤数据收发板卡领域；其包括数据缓存模块、PCIe接口和为板卡供电的电源，还包括用于实现高速、多路并行光纤传输的光纤传输模块和FPGA，所述光纤传输模块与FPGA连接实现数据接收，所述FPGA与数据缓存模块连接实现数据解帧、存储和成帧，所述FPGA与PCIe接口实现PCIe数据发送；本实用新型通过设置实现高速、多路并行光纤传输的光纤传输模块和FPGA，实现10Gbps12路光纤传输；解决了现有光纤收发器路数少、性能低无法满足高速数据传输要求的问题；避免了现有光纤数据收发板卡采用多卡并行设计时序同步难和程序设计复杂的缺点，达到了高速、多路并行传输的效果。

Description

一种多路并行光纤数据收发板卡

技术领域

本实用新型属于光纤数据收发板卡领域，尤其是一种多路并行光纤数据收发板卡。

背景技术

光纤收发器，是一种将短距离高损耗的电流电压信号和长距离的低损耗光信号进行互换的高速数据传输媒体转换单元，又称为光电转换器；光纤收发器应用在通用电缆无法覆盖、必须使用光纤来延长传输距离的实际高速数据传输环境中，随着数据传输技术的发展，在远距离、大带宽、高性能的数据传输中广泛应用，如：监控安全工程的高清视频图像传输、机器视觉、数据中转、数据存储以及密码运算等场景；

现有的光纤收发器路数较少，一般为2路，性能相对较低，无法满足现有高速数据传输的要求，若需要多路数据传输，则采用多个低速板卡并行实现，需要克服多个板卡的时序同步，程序设置难度大；因此需要一种光纤数据收发板卡即光纤收发器可实现多路、高速地远距离传输数据。

发明内容

本实用新型的目的在于：本实用新型提供了一种多路并行光纤数据收发板卡，解决了现有光纤收发器路数少、性能低无法满足高速数据传输要求的问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种多路并行光纤数据收发板卡，包括数据缓存模块、PCIe接口和为板卡供电的电源，还包括用于实现高速、多路并行光纤传输的光纤传输模块和FPGA，所述光纤传输模块与 FPGA连接实现数据接收，所述FPGA与数据缓存模块连接实现数据解帧、存储和成帧，所述FPGA与PCIe接口实现PCIe数据发送。

优选地，所述光纤传输模块采用12路光纤的光纤传输模块，用于实现大带宽、高速、多路并行远距离数据传输。

优选地，还包括驱动芯片和RS422接口，所述RS422接口、驱动芯片和FPGA顺次连接，实现用于接收外部的时统信息参与数据成帧。

优选地，所述RS422接口包括UART接口和GPIO接口。

优选地，还包括北斗芯片和SMA接口；所述SMA接口、北斗芯片和FPGA顺次连接，用于提供北斗天线的物理接口和获取北斗卫星的信息。

优选地，还包括JTAG接口，用于为FPGA提供调试诊断接口和烧录接口。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型中通过设置实现高速、多路并行光纤传输的光纤传输模块和具有优质I/O 性能的FPGA，实现10Gbps12路光纤传输；解决了现有光纤收发器路数少、性能低无法满足高速数据传输要求的问题；避免了现有采用多个光纤数据收发板卡并行设计实现高速传输带来的时序同步难和程序设计复杂的缺点，达到了高速、多路并行传输的效果；

2.本实用新型根据带宽需求，实现数据的重组和并发，支持协议适配，实现根据带宽要求进行多路并行，通过12路光纤的光纤传输模块，完成外部光纤接口与信号处理服务器之间高速数据交换，满足各种带宽要求下的高速数据传输；

3.本实用新型提供北斗芯片、RS422接口和I/O接口，供系统与其他系统进行通信，同时接收时统信息为数据成帧提供帧头对应的命令；

4.本实用新型的PCIe接口为整个光纤模块数据提供输入口或者输出口，预留专用寄存器，收发命令和状态指令，实现外部光纤接口与信号处理服务器之间高速数据交换。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型的板卡结构示意图；

图2是本实用新型的数据传输示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

一种多路并行光纤数据收发板卡，解决的技术问题：解决现有光纤收发器路数少、性能低无法满足高速数据传输要求的问题；

技术手段：

一种多路并行光纤数据收发板卡，包括数据缓存模块、PCIe接口和为板卡供电的电源，还包括用于实现高速、多路并行光纤传输的光纤传输模块和FPGA，光纤传输模块与FPGA 连接实现数据接收，FPGA与数据缓存模块连接实现数据解帧、存储和成帧，FPGA与PCIe 接口实现PCIe数据发送。

光纤传输模块采用12路光纤的光纤传输模块，用于实现大带宽、高速、多路并行远距离数据传输。

还包括驱动芯片和RS422接口，RS422接口、驱动芯片和FPGA顺次连接，实现用于接收外部的时统信息参与数据成帧。

RS422接口包括UART接口和GPIO接口。

还包括北斗芯片和SMA接口；SMA接口、北斗芯片和FPGA顺次连接，用于提供北斗天线的物理接口和获取北斗卫星的信息。

还包括JTAG接口，用于为FPGA提供调试诊断接口和烧录接口。

技术效果：本实用新型中通过设置实现高速、多路并行光纤传输的光纤传输模块和具有优质I/O性能的FPGA，实现10Gbps12路光纤传输；解决了现有光纤收发器路数少、性能低无法满足高速数据传输要求的问题；达到了高速、多路并行传输的效果；根据带宽需求，实现数据的重组和并发，支持协议适配，实现根据带宽要求进行多路并行，通过12路光纤的光纤传输模块，完成外部光纤接口与信号处理服务器之间高速数据交换，满足各种带宽要求下的高速数据传输；提供北斗芯片、RS422接口和I/O接口，供系统与其他系统进行通信，同时接收时统信息为数据成帧提供帧头对应的命令；PCIe接口为整个光纤模块数据提供输入口或者输出口，预留专用寄存器，收发命令和状态指令，实现外部光纤接口与信号处理服务器之间高速数据交换。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

FPGA采用XC7VX690T型号，采用的FPGA具有高性能、逻辑容量大、对外的高速口支持线速率10Gbps以上等特点；板卡上设置有FPGA的最小系统即时钟模块和复位模块，为其提供电源后，FPGA即可工作；

数据缓存模块包括DDR3，其采用的存储芯片型号为MT41K512M16HA；用于FPGA 的运行执行程序存储的配置芯片的型号为S29GL01GS11DHIV10，北斗接收芯片型号为 T302，时钟分配芯片型号为CDCM61004RHBT，RS422接口芯片型号为AM26LV31EIPWR，光纤传输模块型号为HTG8503；FPGA控制光纤数据收发、数据打包、数据包通过PCIe接口、UART接口和通用I/O接口传输；RS422接口用于接收外部的时统信息参与数据组帧；北斗接收芯片获取北斗卫星的时间、位置、经度和纬度等信息；PCIe接口用于为整个光纤模块数据提供输入口或者输出口，即光纤数据接收后的输出或者从该接口将接收到光纤数据转到本地数据处理单元。解决了现有光纤收发器路数少、性能低无法满足高速数据传输要求的问题；避免了现有光纤数据收发板卡采用多卡并行设计时序同步难和程序设计复杂的缺点，可以简便实现多路并行，达到了高速、多路并行光纤数据传输的效果。

工作原理：FPGA包括数据解帧模块、数据成帧模块、PCIe数据接收模块和PCIe数据接收发送模块，数据解帧和成帧均由FPGA实现；光纤传输模块包括光纤多路高速接收模块和光纤多路高速发送模块；数据缓存模块包括多用户内存访问模块；如图2所示，远端数据源通常为高速数据流，如雷达视频数据数据流或者其他需要进行高速数据远端传输的数据流，该数据流通过光纤进行远距离接收，接收到的数据进入光纤多路高速接收模块里，从光纤多路高速接收模块输出的数据，进入数据解帧模块，数据解帧模块完成数据提取，将有用的数据传递到多用户内存访问模块里，多用户内存访问模块实现数据的高速缓存，在向下游数据处理单元传递前，需要重新进行数据成帧，成帧需要的帧头信息通过RS422 接口获取或者其命令信息，成帧后数据通过PCIe数据发送模块发送到下游数据处理单元；数据发送过程是上述过程的逆过程，此处不在赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多路并行光纤数据收发板卡，包括数据缓存模块、PCIe接口和为板卡供电的电源，其特征在于：还包括用于实现高速、多路并行光纤传输的光纤传输模块和FPGA，所述光纤传输模块与FPGA连接实现数据接收，所述FPGA与数据缓存模块连接实现数据解帧、存储和成帧，所述FPGA与PCIe接口实现PCIe数据发送。

2.根据权利要求1所述的一种多路并行光纤数据收发板卡，其特征在于：所述光纤传输模块采用12路光纤的光纤传输模块，用于实现大带宽、高速、多路并行远距离数据传输。

3.根据权利要求1或者2所述的一种多路并行光纤数据收发板卡，其特征在于：还包括驱动芯片和RS422接口，所述RS422接口、驱动芯片和FPGA顺次连接，实现用于接收外部的时统信息参与数据成帧。

4.根据权利要求3所述的一种多路并行光纤数据收发板卡，其特征在于：所述RS422接口包括UART接口和GPIO接口。

5.根据权利要求3所述的一种多路并行光纤数据收发板卡，其特征在于：还包括北斗芯片和SMA接口；所述SMA接口、北斗芯片和FPGA顺次连接，用于提供北斗天线的物理接口和获取北斗卫星的信息。

6.根据权利要求3所述的一种多路并行光纤数据收发板卡，其特征在于：还包括JTAG接口，用于为FPGA提供调试诊断接口和烧录接口。