[發明專利]一種強實時性的CPCI千兆以太網板卡及數據通訊方法

有效

• 申請號: 202111277490.6
• 申請日: 2021-10-29
• 公開（公告）號: CN114006811B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 王曉潔;張坤;程杰;馬元元
• 申請（專利權）人: 西安微電子技術研究所
• 主分類號: H04L41/0803
• 分類號: H04L41/0803;H04L69/06;G06F13/42
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 白文佳

本發明公開了一種強實時性的CPCI千兆以太網板卡及數據通訊方法，包括PCI總線控制器、可編程片上系統、光電轉換模塊、高速存儲器；所述高速存儲器與可編程片上系統連接，所述高速存儲器用于存儲以太網實時通訊中的過程數據；所述可編程片上系統為以太網板卡的控制中心。本發明中ARM控制器自定義以太網通訊的數據協議，可實現數據的定周期可靠傳輸，解決傳統TCP/IP協議的超時重傳機制帶來的數據傳輸延時問題。同時板卡上的高速存儲器與以太網通訊之間建立直接數據存儲通道，解放了ARM處理器對大量數據處理的工作，提高數據傳輸效率，可實現以太網的高速大量實時數據通信。

技術領域

本發明屬于計算機應用技術領域，具體屬于一種強實時性的CPCI千兆以太網板卡及數據通訊方法。

背景技術

以太網是目前使用最廣泛的局域網通訊技術，隨著以太網應用領域的不斷拓展，在航空航天及軍事中的應用也越來越廣泛。隨著產品性能的不斷升級，通訊速率及實時性要求越來越高。傳統TCP/IP協議的超時重傳機制會帶來傳輸延時問題，無法滿足航空航天及軍事中的強實時性要求。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供一種強實時性的CPCI千兆以太網板卡及數據通訊方法，解決目前以太網板的數據傳輸實時性差的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種強實時性的CPCI千兆以太網板卡，包括PCI總線控制器、可編程片上系統、光電轉換模塊、高速存儲器；

所述高速存儲器與可編程片上系統連接，所述高速存儲器用于存儲以太網實時通訊中的過程數據；

所述光電轉換模塊與可編程片上系統連接，所述光電轉換模塊用于實現以太網物理層的光電轉換；

所述PCI總線控制器與可編程片上系統連接，所述PCI總線控制器用于實現PCI總線與可編程片上系統之間的命令及數據傳輸；

所述可編程片上系統為以太網板卡的控制中心。

進一步的，可編程片上系統包括可編程邏輯塊和處理單元，所述可編程邏輯塊和處理單元之間通過高速總線連接；

所述可編程邏輯塊包括邏輯控制模塊、雙端口存儲器、直接存儲訪問通道、以太網媒體訪問控制層和以太網物理層；所述處理單元為ARM處理器；

所述邏輯控制模塊的一端與PCI總線控制器連接，邏輯控制模塊的另一端與雙端口存儲器連接，所述邏輯控制模塊用于實現PCI總線控制器與雙端口存儲器的數據讀寫時序匹配；

所述雙端口存儲器還與ARM處理器連接，所述雙端口存儲器用于實現PCI總線與ARM處理器之間的數據通道的緩存；

所述直接存儲訪問通道一端和ARM處理器連接，所述直接存儲訪問通道另一端和以太網媒體訪問控制層連接，所述直接存儲訪問通道用于實現以太網媒體訪問控制層和高速存儲器之間的高速數據傳輸通道；

所述以太網媒體訪問控制層一端和直接存儲訪問通道互連，所述以太網媒體訪問控制層另一端和以太網物理層連接，所述以太網物理層和光電轉換模塊互連，所述以太網媒體訪問控制層和以太網物理層用于實現以太網通訊的數據鏈路層及物理層。

進一步的，所述ARM處理器配置以太網傳輸的數據格式；

所述數據格式為：目標以太網媒體訪問控制層地址、源以太網媒體訪問控制層地址、數據長度、有效數據、校驗和；所述有效數據長度不超過1500字節，所述有效數據可自主定制協議。

進一步的，所述高速存儲器分為加載區和上傳區；

所述加載區用于存放以太網通訊發送的數據；

所述上傳區用于存放以太網通訊接收的數據。