一种基于PCI总线的反射内存卡系统设计

2.3 编解码控制器

编解码控制器由信号产生器、数据校验、8B/10B编码、8B/10B 解码组成。编解码控制器结构如图5 所示。在这部分主要是进行数据8B/10B 编解码，以与编解码芯片数据格式匹配同时给编解码芯片的正常工作提供控制信号，数据编解码控制器仿真时序如图6 所示。

图5 编解码控制器结构图

图6 数据编解码仿真时序

3 软件设计

软件设计包括驱动程序和应用程序两部分。驱动程序提供的API 接口主要包含以下四个方面的功能: 打开和关闭驱动、配置反射内存卡、数据传输、中断控制与处理。当应用程序访问反射内存卡资源时，反射内存板必须打开， 一个句柄将返回到应用程序。图7是应用程序处理的流程图。

图7 应用程序流程图

4 性能测试

用三块反射内存卡组成环形反射内存网， 由节点1向2 节点发送数据， 节点2 发送到节点3， 由节点3 向节点1 发送确认中断， 记下此时的终止时间， 如表1 所示。

该反射内存卡在windows 操作系统下进行测试，由于windows 为非实时操作系统，所以需发送大批量的数据进行速率测试， 以克服操作系统本身的时延。试验中每次发送15Mbit 的数据，根据传输速率= 总数据量/ 总时间算出传输速率。又由编解码芯片的串行传输速率为1062.5MBd，数据传输速率为106.25MB/s，而数据包的长度是可变的， 从1 个双字到16 个双字， 每包数据包括32 位的header、32 位的地址数据和32 位的校验和，所以有效的数据传输速率在26MB/s 至88MB/s，我们测得的数据传输率为38.9 MB/s 至39.9 MB/s，可以得出该反射内存样卡功能正常。

表1 环形通讯传输速率表

5 结束语

本文介绍了一种基于PCI 总线的反射内存卡的设计方法。给出了硬件电路设计，在FPGA 内完成数据缓存FIFO 及其控制器、SDRAM 控制器和编解码控制器的设计， 结构清晰， 集成度高; 介绍了驱动程序的设计，提供了应用程序接口; 采用三块反射内存卡搭建了验证系统， 实验证明该反射内存样卡功能正常， 工作稳定。