[發(fā)明專利]一種利用PCI主模式實(shí)現(xiàn)板卡間數(shù)據(jù)交互的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510354428.0
• 申請日: 2015-06-24
• 公開（公告）號: CN105045704B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 付寧;劉通;徐東東;喬立巖
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F11/34
• 分類號: G06F11/34;G06F13/362
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所23109
• 代理人: 楊立超

1.一種利用PCI主模式實(shí)現(xiàn)板卡間數(shù)據(jù)交互的方法，所述方法的實(shí)現(xiàn)需要涉及兩塊板卡，即主模式板卡和從模式板卡；將主動發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌蹇ǚQ為主模式板卡，被動配合完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌蹇ǚQ為從模式板卡；基于PCI橋接芯片設(shè)計(jì)的主模式板卡通過硬件板卡內(nèi)部程序或者邏輯控制橋接芯片完成PCI主模式數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)對PCI總線上板卡的訪問；

實(shí)現(xiàn)過程為：

步驟一、主模式板卡硬件設(shè)計(jì)

主模式板卡硬件包括主控芯片F(xiàn)PGA、橋接芯片PCI9054、緩存模塊SRAM/SDRAM及各功能模塊硬件電路，主控芯片F(xiàn)PGA用于完成對橋接芯片PCI9054的控制進(jìn)而實(shí)現(xiàn)主、從模式數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)主控芯片F(xiàn)PGA內(nèi)部包含各功能模塊相關(guān)控制程序或邏輯；橋接芯片PCI9054是本地總線端及PCI總線端硬件連接的橋梁，是PCI總線協(xié)議實(shí)現(xiàn)的主要芯片；緩存模塊SRAM/SDRAM用于大數(shù)據(jù)量傳輸時(shí)作為板載內(nèi)存使用；各功能模塊可為數(shù)據(jù)收發(fā)、采集、存儲模塊；

主模式板卡在設(shè)計(jì)中應(yīng)將主控芯片F(xiàn)PGA與橋接芯片PCI9054的ADS#、BLAST#及地址線LA這些信號相連的引腳分配為雙向引腳，滿足主、從模式下的不同方向要求；

對于從模式板卡，用于實(shí)現(xiàn)PCI訪問，能夠判斷橋接芯片信號狀態(tài)并完成對主模式訪問時(shí)的地址進(jìn)行譯碼，配合實(shí)現(xiàn)本地總線端數(shù)據(jù)讀寫；

步驟二、主模式板卡FPGA內(nèi)部邏輯設(shè)計(jì)

主模式板卡的FPGA包括PCI從模式模塊、PCI主模式模塊、總線仲裁模塊、主模式配置模塊和數(shù)據(jù)緩存模塊；PCI從模式模塊用于與PCI9054的數(shù)據(jù)交互，對輸入地址進(jìn)行譯碼，傳輸特定數(shù)據(jù)信息；PCI主模式模塊也可用于實(shí)現(xiàn)與PCI9054的數(shù)據(jù)交互，此時(shí)本地總線端發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸；總線仲裁模塊用于對主模式模塊與從模式模塊申請本地總線占用權(quán)時(shí)進(jìn)行仲裁，使得同一時(shí)刻只能有一個(gè)本地主板卡；主模式配置模塊用于設(shè)置主模式數(shù)據(jù)傳輸時(shí)本地總線端地址、讀寫數(shù)據(jù)量，并給出主模式觸發(fā)脈沖信號；數(shù)據(jù)緩存模塊用于存儲主模式待發(fā)送數(shù)據(jù)或已獲取數(shù)據(jù)；上述模塊的過程如下：當(dāng)主模式配置模塊接收到主模式使能信號后，輸出相應(yīng)主模式起始信號至PCI主模式模塊；PCI主模式模塊響應(yīng)起始信號后，輸出本地總線請求信號至本地總線仲裁模塊，若此時(shí)從模式模塊并沒有申請使用本地總線，總線仲裁模塊則返回主模式本地總線占用允許信號；此時(shí)，PCI主模式模塊讀取本地總線端地址及待讀取數(shù)據(jù)量后，拉低PCI9054的ADS#信號，發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸；在PCI總線端，PCI9054輸出REQ#信號，請求占用PCI總線；當(dāng)其獲得PCI總線控制權(quán)后，主模式板卡讀取從模式板卡指定偏移地址開始的固定個(gè)數(shù)的數(shù)據(jù)，并將其寫入數(shù)據(jù)緩存模塊中；數(shù)據(jù)讀取完成后，釋放本地總線使用權(quán)；

將上述方法應(yīng)用于微波雷達(dá)產(chǎn)品暗室測試中，實(shí)現(xiàn)過程如下：

微波雷達(dá)產(chǎn)品暗室測試過程中所基于的構(gòu)件包括：同一測試設(shè)備中的主模式板卡及從模式板卡、暗室轉(zhuǎn)臺、置于暗室轉(zhuǎn)臺上的測試產(chǎn)品及信號源；測試過程中，主模式板卡與測試產(chǎn)品一直進(jìn)行定時(shí)通信，通信數(shù)據(jù)中包含微波雷達(dá)測得的距離、方位、俯仰及角速度信息；從模式板卡與轉(zhuǎn)臺內(nèi)板卡構(gòu)成反射內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)，二者通過光纖無時(shí)延傳輸數(shù)據(jù)，暗室轉(zhuǎn)臺實(shí)時(shí)將自身的角度信息共享給從模式板卡；

首先，主模式板卡在每次發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)后，啟動主模式數(shù)據(jù)讀取，直接通過PCI總線讀取從模式板卡指定偏移地址數(shù)據(jù)，并將其存儲于主模式板卡的緩存一中，實(shí)現(xiàn)在主模式板卡數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束時(shí)刻，獲取從模式板卡當(dāng)前數(shù)據(jù)；

然后，在正常產(chǎn)品通信數(shù)據(jù)接收完成并存入緩存二后，輸出標(biāo)志信號；接著，邏輯內(nèi)部將緩存一中數(shù)據(jù)讀出，轉(zhuǎn)換后寫入緩存二中；

最后，上位機(jī)查詢每次緩存二中數(shù)據(jù)量是否滿足二者之和，滿足后，將其全部讀取，實(shí)現(xiàn)一種硬件上的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交互。