一种实现FPGA板卡间点对点通信方法及系统与流程

本发明涉及fpga应用领域，具体提供了一种实现fpga板卡间点对点通信方法及系统。

背景技术：

随着fpga芯片应用领域越来越广泛，其使用场景也越来越多，有些场景需要很多fpga板卡协同工作，特别是在多插槽整机系统之间对该功能需要要求更多。

现有技术在基于pxi/pxie机箱中板卡之间通信与数据传输都是基于pcie总线进行的，但是，因为pcie总线设备只能作为从设备，从设备之间不能直接进行通信与数据传输，需要经由主机进行中转，大大降低了通信效率，并且主机能识别到从设备数量也有限制，导致机箱级联通信时只能实现少数几个机箱之间的级联以通信。如何解决现有技术中出现的问题，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明是针对上述现有技术的不足，提供一种设计合理，安全适用的实现fpga板卡间点对点通信系统。

本发明进一步的技术任务是提供一种实用性强、实现fpga板卡间点对点通信的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种实现fpga板卡间点对点通信方法，在pxi/pxie机箱内设置若干fpga板卡和fpga数据交换模块，若干fpga板卡均与fpga数据交换模块之间设有信号连接，通过制定fpga板卡与fpga数据交换模块之间私有通信协议实现fpga数据交换模块与fpga板卡之间的点对点通信与数据的传输。

作为优选，fpga数据交换模块通过gth/gtx信号通道与fpga板卡信号连接。

进一步的，所述若干fpga板卡上设置有若干gth/gtx信号通道，每个gth/gtx信号与fpga数据交换模块连接相互通信。

进一步的，所述fpga数据交换模块是基于fpga板卡设计的fpga的pxi/pxie总线的数据交换板卡，数据交换板卡内设置gth/gtx信号通道，与fpga板卡内的gth/gtx信号通道接通。

进一步的，数据交换板卡还设置两个对外的gth/gtx通信接口，用于与外部其他pxi/pxie机箱连接，实现不同机箱之间的级联。

进一步的，制定符合要求的私有通信协议，包括数据帧头、传输的数据格式与内容、校验方法以及数据帧尾格式；

所述数据帧头中除了数据起始标志外，还包括机箱号和单个机箱内板卡槽位号，用于目标板卡根据机箱号和槽位号判断是否是本次通信并作出响应。

一种实现fpga板卡间点对点通信系统，每个pxi/pxie机箱包括若干fpga板卡和数据交换板卡，fpga板卡与数据交换板卡之间设有私有通信协议；

在所述fpga板卡中设置若干的gth/gtx信号通道，所述数据交换板卡对内设置gth/gtx信号通道，并且数据交换板卡也设置两个对外的gth/gtx通信接口，gth/gtx通信接口用于与其他pxi/pxie机箱中的数据交换板卡相连接。。

作为优选，所述数据交换板卡为基于fpga板卡设计的一种fpga的pxi/pxie总线的数据交换板卡。

进一步的，所述的私有通信协议是指制定私有通信协议数据帧格式，包括数据帧头、传输的数据格式与内容、校验方法和数据帧尾的格式；

所述数据帧头中除了数据起始标志外，还包括机箱号和单个机箱内板卡槽位号，用于目标板卡根据机箱号和槽位号判断是否是本次通信并作出响应。

本发明的实现fpga板卡间点对点通信方法及系统和现有技术相比，具有以下突出的有益效果：

通过本发明专利使得机箱内及机箱之间的fpga板卡之间可直接实现点对点通信，而不依赖系统主机进行通信数据中转，提升了数据通信与传输效率，节省了时间，提高了工作效率。

同时因原有技术中采用pcie通信方式，主机能识别的pcie设备受总线协议及bios限制，只能实现少数几个机箱的级联，采用此方法可理论实现无限板卡之间通信与数据传输。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。

附图1是一种实现fpga板卡间点对点通信系统系统示意图；

附图2是本发明中在一个pxi/pxie机箱内一个fpga数据交换板卡接多个fpga板卡的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本发明的方案，下面结合具体的实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

下面给出一个最佳实施例：

如图1、2所示，本实施例中的实现fpga板卡间点对点通信方法为在pxi/pxie机箱内设置5个fpga板卡和fpga数据交换模块，5个fpga板卡与fpga数据交换模块之间设有信号连接，通过制定fpga板卡与fpga数据交换模块之间私有通信协议实现fpga数据交换模块与fpga板卡间点对点通信与数据的传输。

每个fpga数据交换板能连接的fpga板卡数量多少和所使用的fpga芯片gth/gtx信号通道有关系，fpga芯片gth/gtx资源多，可连接的板卡数量就多，可级联的数据交换板卡数量与设计时预留的级联功能接口数量有关系。

其中，信号通道采用gth/gtx信号通道来完成传输与交换数据。gtx和gth的文档都是ug476，所以这两个gt的基本结构大同小异，但是最高线速率都比gtx稍微高一点点，能够提高传输的效率。

制定符合要求的私有通信协议，包括数据帧头、传输的数据格式与内容、校验方法以及数据帧尾格式。数据帧头中除了数据起始标志外，还包括机箱号和单个机箱内板卡槽位号，用于目标板卡根据机箱号和槽位号判断是否是本次通信并作出响应。

这5个fpga板卡上每一个上都安装有若干gth/gtx信号通道，每个gth/gtx信号通道与fpga数据交换模块相互通信。

fpga数据交换模块是基于fpga板卡设计的fpga的pxi/pxie总线的fpga数据交换板卡，数据交换板卡对内设置gth/gtx信号通道，并且数据交换板卡也设置两个对外的gth/gtx通信接口，完成数据的传输与交换。在每一个pxi/pxie机箱内只安装一个fpga数据交换板卡上。

在fpga数据交换板卡上还安装有两个对外的gth/gtx通信接口，用于与外部其他pxi/pxie机箱连接，实现不同机箱之间的级联。实现多个pxi/pxie机箱的级联，提高通信和数据的传输。

实现上述方法时，所采用的系统为每个pxi/pxie机箱包括5个fpga板卡和1个fpga数据交换板卡，每个fpga板卡与这个fpga数据交换板卡之间设有私有通信协议；

在每个fpga板卡中设置若干的gth/gtx信号通道，gth/gtx信号通道的多少，可根据具体的实际情况来设计。在fpga数据交换板卡内也设置gth/gtx信号通道，并且在这个fpga数据交换板卡的外部也安装两个对外的gth/gtx通信接口，gth/gtx通信接口用于与其他pxi/pxie机箱中的fpga数据交换板卡相连接，可以实现不同机箱级联。与多个pxi/pxie机箱相连接，解决现有技术中只能与少数几个pxi/pxie机箱之间级联与通信。

其中，fpga数据交换板卡是基于fpga板卡设计的一种fpga的pxi/pxie总线的数据交换板卡。

传统方法中的需要在pxi/pxie机箱一中插入主机模块，主机模块通过pcie总线识别pxi/pxie机箱中其他的fpga板卡，pxi/pxie机箱之间级联时也是通过pcie线缆与其他pxi/pxie机箱连接，pxi/pxie机箱一的主机通过pcie总线识别出其他pxi/pxie机箱里的pcie设备，此方法fpga板卡之间通信与数据传输的时候数据需要通过主机进行中转，降低了通信效率，同时主机所能识别的pcie设备数量有限，超出一定数量后将无法识别更多的pcie设备，采用此发明专利，则理论上可以像交换机一样实现无限数量pxi/pxie机箱与fpga板卡之间的通信与数据传输。

私有通信协议是指制定私有通信协议数据帧格式，包括数据帧头、传输的数据格式与内容、校验方法和数据帧尾的格式。所述数据帧头中除了数据起始标志外，还包括机箱号和单个机箱内板卡槽位号，用于目标板卡根据机箱号和槽位号判断是否是本次通信并作出响应。

上述具体的实施方式仅是本发明具体的个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体的实施方式，任何符合本发明的实现fpga板卡间点对点通信方法及系统权利要求书的且任何所述技术领域普通技术人员对其做出的适当变化或者替换，皆应落入本发明的专利保护范围。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。