專利名稱：基于pci-e的光纖傳輸卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種的電子設(shè)備，其主要實(shí)現(xiàn)的功能是通過光纖和PCIE接口
傳輸高速數(shù)據(jù)，應(yīng)用領(lǐng)域主要有高速數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸，高速數(shù)據(jù)交換，高速
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，光纖組網(wǎng)等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
光纖傳輸系統(tǒng)具有傳輸頻帶極寬，通信容量很大，衰減低，串?dāng)_小，抗干 擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，目前，光纖已經(jīng)成為了高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖走x媒介。光纖傳輸 己經(jīng)廣泛應(yīng)用于電信、消費(fèi)電子、汽車以及工控市場(chǎng)等領(lǐng)域。
PCI Express是新一代的計(jì)算機(jī)總線接口，通常簡(jiǎn)稱為PCI-E或PCIe， PCI Express采用了目前業(yè)內(nèi)流行的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)串行連接，比起PCI以及更早期的計(jì)算機(jī) 總線的共享并行架構(gòu)，每個(gè)設(shè)備都有自己的專用連接，不需要向整個(gè)總線請(qǐng)求 帶寬，而且可以把數(shù)據(jù)傳輸率提高到一個(gè)很高的頻率，達(dá)到PCI所不能提供的 高帶寬。相對(duì)于傳統(tǒng)PCI總線在單一時(shí)間周期內(nèi)只能實(shí)現(xiàn)單向傳輸，PCI Express 的雙單工連接能提供更高的傳輸速率和質(zhì)量，它們之間的差異跟半雙工和全雙 工類似，目前PCIe的速度有l(wèi)X/4X/8X/16X等規(guī)格，最高傳輸速度可以達(dá)到 4GB/s。目前，PCI Express接口在個(gè)人電腦中已經(jīng)普及，最常見的PCIe設(shè)備是 高速的顯卡，視頻采集卡，光纖存儲(chǔ)卡等設(shè)備。 發(fā)明內(nèi)容
本設(shè)計(jì)是一種基于PCI Express接口的通用光纖傳輸卡，其主要構(gòu)件包括:
1、 PCI-E 8X接口，與PC間的最高傳輸速度可以達(dá)到2GB/s.
2、 4個(gè)SFP光纖接口，每個(gè)接口均支持1G/2G SFP光模塊
3、 2GB板載DDR2 SDRAM存儲(chǔ)器
4、 基于Xilinx公司的Virtex-5系列FPGA，支持用戶自定義光纖傳輸協(xié)議 本發(fā)明的有益效果是本設(shè)計(jì)提供一個(gè)開放的硬件平臺(tái)，在這個(gè)平臺(tái)上用
戶既可以實(shí)現(xiàn)各種已有的通訊協(xié)議，也可以開發(fā)自己的專用通訊協(xié)議，而且用戶可以在FPGA內(nèi)部實(shí)現(xiàn)各種設(shè)想功能；本設(shè)計(jì)為個(gè)人計(jì)算機(jī)和光纖設(shè)備中架起 了一個(gè)橋梁，通過相應(yīng)的開發(fā)，可以在將來的應(yīng)用中，支持各種光纖設(shè)備。

圖1為基于PCI-E的光纖傳輸卡的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖具體實(shí)施方式
本系統(tǒng)的電路構(gòu)成如圖l所示，系統(tǒng)硬件包括FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)， 光模塊1-4，可編程時(shí)鐘l-2， DDR2 SDRAM等主要器件，其中光模塊，可編程 時(shí)鐘，用戶自定義10(輸入輸出管腳)，DDR-2 SDRAM等器件全部同F(xiàn)PGA (Field-programmable gate array (現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列))相連，F(xiàn)PGA連接PCI-E 8X 總線。其中光模塊l-4主要用于將外部輸入光信號(hào)轉(zhuǎn)換成芯片可以識(shí)別的電信 號(hào)，同時(shí)將芯片輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)輸出；可編程時(shí)鐘為系統(tǒng)正常工作 提供穩(wěn)定的時(shí)鐘，用戶自定義工O用于接入外部擴(kuò)展設(shè)備；DDR-2 SDRAM用于實(shí) 時(shí)存儲(chǔ)高速數(shù)據(jù)；FPGA在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的功能主要有1.對(duì)外圍器件(光模塊， 時(shí)鐘，DDR2SDRAM)的控制；2.對(duì)高速數(shù)據(jù)的收發(fā)和處理；3.實(shí)現(xiàn)與電腦之間通 過PCI-E 8X協(xié)議的通訊。
本設(shè)計(jì)中支持4路1G/2G的SFP規(guī)格光模塊，常見的種類有AVAG0公司的 AFBR-57R5APZ， Agilent公司的HFBR-5710L/LP等等。
可編程時(shí)鐘在本設(shè)計(jì)產(chǎn)生系統(tǒng)工作所需要的各種頻率的時(shí)鐘，由于光纖和 DDR2存儲(chǔ)器工作頻率根據(jù)采用的器件不同而可以改變，故所需參考時(shí)鐘也要求 可以靈活改變，同時(shí)，時(shí)鐘還需要具有低抖動(dòng)的特性。
DDR2 (Double Data Rate 2) SDR細(xì)是由JEDEC (電子設(shè)備工程聯(lián)合委員 會(huì))進(jìn)行開發(fā)的新生代內(nèi)存技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它與上一代DDR內(nèi)存技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)最大的不 同就是，雖然同是采用了在時(shí)鐘的上升/下降延同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕痉绞剑?但DDR2內(nèi)存卻擁有兩倍于上一代DDR內(nèi)存預(yù)讀取能力(即4bit數(shù)據(jù)讀預(yù)取)。 換句話說，'DDR2內(nèi)存每個(gè)時(shí)鐘能夠以4倍外部總線的速度讀/寫數(shù)據(jù)，并且能夠 以內(nèi)部控制總線4倍的速度運(yùn)行。此外，由于DDR2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定所有DDR2內(nèi)存均采用FBGA封裝形式，而不同于目前廣泛應(yīng)用的TSOP/TSOP-II封裝形式，F(xiàn)BGA封裝 可以提供了更為良好的電氣性能與散熱性，為DDR2內(nèi)存的穩(wěn)定工作與未來頻率 的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
在本系統(tǒng)中，為了對(duì)PCI-E或者光纖傳輸進(jìn)來的高速數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，需要 具備一種速度快，容量大，易操作的存儲(chǔ)器，故在系統(tǒng)中加入了DDR2內(nèi)存。本 系統(tǒng)支持的DDR2內(nèi)存的最高速度規(guī)格為667Mhz，最大容量為2GB。
光纖傳輸?shù)膽?yīng)用領(lǐng)域廣泛，但在個(gè)人電腦領(lǐng)域，卻始終沒有得到大規(guī)模的 推廣，這主要的原因是因?yàn)樵谙M(fèi)類電腦市場(chǎng)中，計(jì)算機(jī)主板并沒有加入光纖 接口，導(dǎo)致基于光纖傳輸?shù)脑O(shè)備無法在個(gè)人計(jì)算機(jī)上直接使用。隨著計(jì)算機(jī)處 理速度，網(wǎng)絡(luò)傳輸速度，計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備的發(fā)展，人們對(duì)于高速互聯(lián)的需求增 加，必然會(huì)催生基于光纖傳輸?shù)南M(fèi)類產(chǎn)品進(jìn)入個(gè)人電腦領(lǐng)域。本設(shè)計(jì)為個(gè)人 計(jì)算機(jī)和光纖設(shè)備中架起了一個(gè)橋梁，通過相應(yīng)的開發(fā)，可以在將來的應(yīng)用中， 支持各種光纖設(shè)備。
權(quán)利要求1、基于PCI-E的光纖傳輸卡，包括PCI-E 8X接口、DDR2 SDRAM存儲(chǔ)器、光模塊1-4、FPGA、可編程時(shí)鐘1-2，其特征在于光模塊，可編程時(shí)鐘，用戶自定義IO(輸入輸出管腳)，DDR-2 SDRAM等器件全部同F(xiàn)PGA相連，F(xiàn)PGA連接PCI-E 8X總線。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于PCI-E的光纖傳輸卡。該傳輸卡包括FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)，光模塊1-4，可編程時(shí)鐘1-2，DDR-2 SDRAM等主要器件，其中光模塊，可編程時(shí)鐘，用戶自定義IO(輸入輸出管腳)，DDR-2 SDRAM等器件全部同F(xiàn)PGA相連，F(xiàn)PGA連接PCI-E 8X總線。本實(shí)用新型為個(gè)人計(jì)算機(jī)和光纖設(shè)備中架起了一個(gè)橋梁，通過相應(yīng)的開發(fā)，可以在將來的應(yīng)用中，支持各種光纖設(shè)備。
文檔編號(hào)G06F13/40GK201251783SQ20082005439
公開日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2008年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月8日
發(fā)明者凱 劉, 佳 吳, 欣 徐, 楠 李 申請(qǐng)人:徐 欣;吳 佳;劉 凱;李 楠