PCI Express光纤卡设计及硬件检测【毕业论文】

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1、本科毕业设计（20届）PCIExpress光纤卡设计及硬件检测49摘　要【摘要】随着数字通信技术的飞速发展，高速数据传输技术得到了广泛的应用，并在工程技术领域发挥着重要的作用。本文首先对高速串行数据传输技术进行相关分析，结合国内外发展现状及发展趋势，设计出针对某工程需要的一套高速串行数据传输系统，通过研制以光电转换模块收发数据，并通过PCIExpress计算机总线将数据传入计算机。本设计的FPGA支持PCIExpress协议和光纤传输协议，所以选用XilinxVirtex-5系列的XC5VLX50T作为本设计的核心器件。采用DDR缓存、

2、PCIExpress等先进技术进行系统的设计，PCIExpress单向接口速率达到800MB/s。【关键词】FPGA；DDR；PCIExpress；Virtex-5。49Abstract【ABSTRACT】Asthefastdevelopmentofdigitalcommunicatetechnology,Highspeeddatatransmissionsystemsarewidelyusedandplayingimportantroleinengineeringpractice.Thepaperfirstlyanalysissome

3、technologyinhighspeeddatatransmissionarea.Thenbasedontheactualityanddevelopmenttrendbothhereandabroad.Designahighspeeddatatransmissionsystemwasfitforaproject,Throughthedevelopmentofphotovoltaicmodulestosendandreceivedata,andthecomputerthroughthePCIExpressbusdataintotheco

4、mputer.ThisdesignoftheFPGAsupportingPCIExpressprotocolandfiberoptictransportprotocol,SouseXilinxVirtex-5familyXC5VLX50Tasthedesignofthecoredevice.CachewithDDR,PCIExpressandotheradvancedtechnologysystemdesign,PCIExpressinterface,one-wayrateupto800MB/s.【KEYWORDS】FPGA;DDR;P

5、CIExpress;Virtex-5.49目　录1绪论11.1研究的目的及意义11.2串行高速数据传输系统概述11.3国内外现状分析及发展趋势11.3.1光纤技术现状及发展趋势21.3.2PCIExpress技术指标现状及发展趋势21.3.3基于FPGA对高速数据传输技术41.4Virtex-5XC5VLX50TFPGA性能与技术概述52系统设计分析72.1系统技术指标要求72.2系统总体设计框架72.3系统扩展性分析82.4本章小结83系统硬件设计93.1电源模块硬件电路设计93.2时钟模块硬件电路设计113.3光纤传输模块硬件电路设

6、计123.4PCIExpress传输模块硬件电路设计133.5DDR2模块硬件电路设计133.6外部扩展接口模块硬件电路设计143.7本章小结144系统调试154.1上电调试154.2FPGA固化调试164.3DDR2模块硬件测试184.4PCIExpress传输模块测试254.5系统性能测试264.6本章小结295结论与展望30参考文献31致谢32附录一FPGA主程序34附录二系统PCB版图48正面48反面49附录三系统原理图50491绪论1.1研究的目的及意义随着高速数据传输领域的飞速发展和普及，传统的并行传输技术由于其物理结构的局

7、限性，已经无法满足现代高速数据传输的需求，而串行高速数据传输技术却得到了极大的发展，成为高速数据传输的主流技术，PCIExpress和光纤通信就是串行高速数据传输技术的重要应用[1][2]。在视频图像传输、气象地震预报、航空航天、通信等领域，现场信号具有重要的作用，它的主要特点是：实时性强、数据量大、传输速率高。因此人们就期望有一种能够胜任传输现场信号的设备，为各类数据记录、处理设备提供实时的实验数据[3][4]。本文所研究的主要目的是设计用于大容量存储设备的串行高速数据传输系统，用于高速数据的实时传输。该系统具有传输数据速率高、应用场

8、合广泛等特点，满足大部分工业应用场合的高速数据传输要求。1.2串行高速数据传输系统概述串行高速数据传输技术是一项比较前沿的技术，目前的高速串行接口取代并行拓扑结构已经是大势所趋。当今很多公用的互联标准如：U