一种基于pci-e接口的fc-ae-asm通讯板卡的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通讯技术领域，特别涉及一种基于PC1-E接口的FC-AE-ASM通讯板卡。
【背景技术】
[0002]二十世纪七十年代以来，航空电子已从模拟化系统迅速发展为数字化系统。航空电子系统结构经历了分立式、联合式、综合式以及先进综合式发展。联合式航空电子系统数据通信主要采用RS-422、RS-485、ARINC429以及MIL-STD-1553等通信协议，这些数据通信协议具有可靠性高、通信质量稳定等特点，在当代航空、航海等军事通信领域得到了广泛应用。但是这些通信协议中，采用并行传输方式的协议造价成本高，且在长距离传输时，数据线之间的干扰增加，数据容易产生错误，因此其并不适于长距离的数据传输，而一般的串行数据传输方式(如RS-422、RS-485等)虽然在数据传输方面虽然各有特点，但其在传输速率和传输距离方面仍不尽人意。总之，由于上述协议数据传输率低、容错能力有限和维修工作复杂等系统局限性，因此通常只适用于自身具有数据处理能力的子系统之间数据量较小的数据传输，不能满足综合化航空电子系统对数据通信的要求。
[0003]航空电子环境下的光纤通道协议(FC-AE)包含FC-AE-ASM、FC-AE-1553、FC-AE-RDMA等多种FC上层协议，这些协议适应统一网络的广泛性要求，满足航空电子发展的需要，得到了众多民用、军用公司的支持和参与。
[0004]目前，我国使用较多的机载数据总线有ARINC 429和MIL-STD-1553B总线。与欧美等国家先进水平相比，我国战机的航空电子综合化水平和航空电子设备存在着较大差距。我国也已明确将使用光纤通道统一网络FC作为我国新一代军机航电系统的标准，在新一代战机中将装备具有FC总线的航电系统。作为FC-AE协议簇中的一员，FC-AE-ASM (航空电子环境下光纤通道的匿名消息传输协议)以其低延迟、高数据通信效率、实时通信能力强等优点已被应用于新一代航电系统，市场前景广阔。
[0005]然而目前的FC-AE-ASM协议，实现数据传输与计算机终端连接的结构较为繁复，成本较高，并且该连接的传输速率不足，偶有数据收发不及时情况，在对数据传输要求精准高速的航电领域，这无疑是制约该技术发展的一个重要因素。
[0006]有鉴于此，特提出本发明。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种基于PC1-E接口的FC-AE-ASM通讯板卡，实现计算机终端与协议传输端之间的数据高速传输。
[0008]为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是:
一种基于PC1-E接口的FC-AE-ASM通信板卡，包括FPGA芯片、DDR2 (第二代双倍速率同步动态随机存储器)模块、电源管理模块、光收发模块、可编程时钟和配置芯片；
FPGA芯片的存储控制信号输入输出端连接DDR2模块的存储控制信号输出输入端；FPGA芯片的传输数据输入输出端与光收发模块的数据输出输入端连接，FPGA芯片与PC1-E总线接口连接；所述电源管理模块的输入与所述PC1-E总线接口连接；所述FPGA芯片的时钟输入还与可编程时钟连接；所述FPGA芯片与所述配置芯片连接；
所述电源管理模块的输入电压为3.3V，且该电源管理模块设有电压分别为1.0V、
1.2V、1.8V和2.5V的至少四种电压输出。
[0009]上述的基于PC1-E接口的FC-AE-ASM通信板卡，所述FPGA芯片的顶层模块包括FC模块部分、数据缓存部分和PC1-E部分；
所述PC1-E部分包括PC1-E EP (PC1-E端点)、DMA (直接内存存取)控制器、寄存器和GTP (高速串行收发器)；所述PC1-E EP通过所述GTP与所述PC1-E总线连接；所述DMA控制器与所述寄存器连接；
所述数据缓存部分包括FC通道接口控制模块，所述FC通道接口控制模块与用户接口连接，所述FC通道接口控制模块通过Tx缓冲模块读取来自所述DMA控制器的信息并将该信息传递给所述用户接口，所述FC通道接口控制模块通过Rx缓冲模块读取来自所述用户接口的信息并将该信息传递给所述DMA控制器；
所述FC模块部分包括MAC (媒体接入控制)模块、用户接口、管理接口、信用管理模块和链路控制模块；所述用户接口、信用管理模块和所述链路控制模块均与所述MAC模块连接；所述管理接口与所述寄存器连接；所述链路控制模块通过GTP连入FC总线。
[0010]上述的基于PC1-E接口的FC-AE-ASM通信板卡，每个所述DMA控制器通过两个数据缓存部分分别与两个FC模块部分相连；每个数据缓存部分仅以一个FC模块部分作为对象进行数据缓存。
[0011]上述的基于PC1-E接口的FC-AE-ASM通信板卡，所述PC1-E总线为4位总线，该PC1-E总线通过两个GTP与所述PC1-E EP连接。
[0012]上述的基于PC1-E接口的FC-AE-ASM通信板卡，所述DDR2模块的SDRAM芯片，单片大小为512M，数据总线宽度为16位，两片合成32位数据线后使用，该芯片为Micron公司的 MT47H128M16HG-3。
[0013]上述的基于PC1-E接口的FC-AE-ASM通信板卡，所述FPGA芯片还连接有复位电路；所述复位电路包括电阻R1、电阻R2、复位按键开关K、电容Cl、二极管VD和与FPGA芯片的复位接口相连复位端子；
所述二极管VD的负极和所述电阻Rl的一端均与供电电源正极相连；所述电阻Rl的另一端、二极管VD的正极、电阻R2的一端和电容Cl的正极均与所述复位端子相连；所述电阻R2的另一端与复位按键开关K的一端相连；所述复位按键开关K的另一端和电容Cl的负极均接地。
[0014]采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果:
对于能够支持最高4.25Gbps的传输速率，最远距离达到15km的光纤协议通道，提升了其与计算机终端之间数据传输速度15%。
【附图说明】
[0015]图1是本发明基于PC1-E接口的FC-AE-ASM通信板卡的硬件结构示意图。
[0016]图2是本发明FPGA芯片的顶层模块结构示意图。
[0017]图3是本发明复位电路图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明，以助于理解本发明的内容。
[0019]如图1所示，本发明提供了一种基于PC1-E接口的FC-AE-ASM通信板卡，包括FPGA芯片、DDR2 (第二代双倍速率同步动态随机存储器)模块、电源管理模块、光收发模块、可编程时钟和配置芯片。本实施例中FPGA型号为Xilinx公司Virtex5 LXT系列的XC5VLX110T-1FFG1136I。FPGA芯片的存储控制信号输入输出端连接DDR2模块的存储控制信号输出输入端；DDR2模块实现FPGA的信息存储，该DDR2模块的SDRAM芯片单片大小为512M，数据总线宽度为16位，两片合成32位数据线后使用，能够有效保障FPGA的信息读存功能，在本实施例中，DDR2模块的芯片为Micron公司生产的MT47H128M16HG-3，其工作频率在200MHz下，有效满足FPGA需求。
[0020]FPGA芯片的传输数据输入输出端与光收发模块的数据输出输入端连接，FPGA芯片与PC1-E总线接口连接。如此，FPGA能够完成高频光信号与电信号之间转换和PC1-E总线与FC总线之间的信息交互功能。所述电源管理模块的输入与所述PC1-E总线接口连接；所述电源管理模块的输入电压为3.3V，且该电源管理模块设有电压分别为1.0VU.2V、1.8V和2.5V的至少四种电压输出。电源管理模块能够统一为FPGA及其扩展元件实现供电管理，满足不同的元件电压需求。
[0021]所述FPGA芯片的时钟输入还与可编程时钟连接；实现计时和计数功能，为FPGA进行数据同步提供时钟依据。所述FPGA芯片与所述配置芯片连接；配置芯片用于实现FPGA的初始配置实现，保证功能正常实现。本实施例中，该配置芯片型号选用为Xilinx公司的XCF32PV0G48Co
[0022]为了保证FPGA正常工作，实现复位功能。该FPGA芯片还连接有复位电路；如图3所示，所述复位电路包括电阻R1、电阻R2、复位按键开关K、电容Cl、二极管VD和与FPGA芯片的复位接口相连复位端子；所述二极管VD的负极和所述电阻Rl的一端均与供电电源正极相连；所述电阻Rl的另一端、二极管VD的正极、电阻R2的一