一种基于FPGA实现FC通讯速率检测的方法与流程

本发明涉及高速数据通讯技术领域，具体为一种基于fpga实现fc通讯速率检测的方法。

背景技术：

光纤通道技术凭借其高带宽、低延迟、高可靠型的特点，在分布式通讯和网络数据传输领域有广泛应用，面向航空电子的协议标准fc-ae-asm也已大量使用于新一代机载总线互联方案中。目前，fc-ae通讯常用的通讯速率包括1.0625g、2.125g和4.25gbps，对于使用环境及传输数据量的差异，fc通讯速率也需随之调整。因此，我们提出一种基于fpga实现fc通讯速率检测的方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于fpga实现fc通讯速率检测的方法，以解决上述背景技术提出的对于使用环境及传输数据量的差异，fc通讯速率也需随之调整的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于fpga实现fc通讯速率检测的方法，实现方法的装置包括fc光电转换单元和fpga速率检测单元，所述fc光电转换单元实现光信号探测和fc通讯信号光到电的介质转换，fpga速率检测单元主要通过fpga芯片中的逻辑实现，通过动态可配置接口对数据端口的接收线速率分频值进行配置实现高中低速率的转换，并通过判断8b/10b转换对应特殊码型k28.5的匹配情况，来实现对当前通讯速率的检测。

优选的，所述fc光电转换单元主要电路为光电转换器，可将输入光介质fc信号转换为串行编码的fc电信号，并发出探测到光信号存在的状态信号。

优选的，所述fpga速率检测单元主要是由fpga芯片实现，串行电信号接入fpga的高速链路serdes接口，光输入有效的状态信号接入io接口，通过fpga内部逻辑完成通讯速率的检测，并上报当前速率状态。

优选的，fpga速率检测单元实现速率检测的fpga逻辑处理步骤如下：

首先判断外部输入的光信号是否有效；

如果有光输入后通过光电转换器完成电信号的转换，并把有效信号和转换的串行数据信号输入fpga芯片；

fpga采集到光输入有效信号，启动内部高速链路口的动态可配置接口对gtx数据采集端口的线速率分频值进行配置，分别对应为通讯速率1.0625gbps、2.125gbps和4.25gbps，每次配置成功后通过判断8b/10b转换对应特殊码型k28.5的匹配情况，来实现对当前通讯速率的检测。

优选的，每次线速率配置完成后会判断是否接收到k28.5匹配码型，如果检测到正确码型，及可确定通讯速率，如果超时未检测到正确匹配码型，会进行通过动态配置接口进行线速率的切换配置，直至确定通讯速率，并开始进行fc链路初始化，如果链路激活成功，可判断速率正常，并通过对外接口上报当前通讯速率。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供了一种基于fpga实现fc通讯速率检测的方法，可快速有效的实现通讯速率检测，可用于对fc网络通道节点通讯速率检测的设备，也可作为fc总线监控和测试设备的组成部分，在机载fc总线通讯监控和测试设备中具有广泛的应用前景；

本发明的主要特点是：实现形式简单，仅通过fpga内部的可配置的锁相环和时钟分频电路，无需外部扫频电路，可实现对fc输入信号进行通讯速率实时检测。

附图说明

图1为本发明的功能单元组成示意图。

图2为本发明的fpga速率检测的逻辑处理流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1-图2，本发明提供一种技术方案：

一种基于fpga实现fc通讯速率检测的方法，包括fc光电转换单元和fpga速率检测单元，该方法通过fpga速率检测单元对输入fc光信号的数据通讯速率检测。

所述fc光电转换单元主要电路为光电转换器，可将输入光介质fc信号转换为串行编码的fc电信号，并发出探测到光信号存在的状态信号。

所述fpga速率检测单元主要是由fpga芯片实现，串行电信号接入fpga的高速链路serdes接口，光输入有效的状态信号接入io接口，通过fpga内部逻辑完成通讯速率的检测，并上报当前速率状态。

fpga速率检测单元实现速率检测的fpga逻辑处理步骤如下：

首先判断外部输入的光信号是否有效；

如果有光输入后通过光电转换器完成电信号的转换，并把有效信号和转换的串行数据信号输入fpga芯片；

fpga采集到光输入有效信号，启动内部高速链路口的动态可配置接口对gtx数据采集端口的线速率分频值进行配置，分别对应为通讯速率1.0625gbps、2.125gbps和4.25gbps，每次配置成功后通过判断8b/10b转换对应特殊码型k28.5的匹配情况，来实现对当前通讯速率的检测，gtx的线速速率计算方式如下：

（1）

（2）

由此可见，gtx传输线速率主要取决于n1、n2、m和d这4个参数，从而可以导出参数配置方案，如果输入参考时钟为106.25，可得到配置方案如下表所示：

表1gtx配置参数表

对应的到动态配置接口地址寄存器配置参数表，可以得到具体的寄存器配置方案见表2。

表2drp接口寄存器配置内容

fc光纤通道协议规定fc信号传输采用8b/10b编码格式，所有的fc有效帧格式的数据起始位码型均为k28.5（10111100），因此可以通过检测接收信号中的此码型来判断通讯速率是否匹配。每次线速率配置完成后会判断是否接收到k28.5匹配码型，如果检测到正确码型，及可确定通讯速率，如果超时未检测到正确匹配码型，会进行通过动态配置接口进行线速率的切换配置，直至确定通讯速率，并开始进行fc链路初始化，如果链路激活成功，可判断速率正常，并通过对外接口上报当前通讯速率。

fpga逻辑主要工作流程如图2。