基于FPGA的PCIe總線DMA平臺(tái)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著通信技術(shù)的迅速發(fā)展，LTE應(yīng)運(yùn)而生，LTE系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)時(shí)延減少、更高的用戶數(shù)據(jù)速率、系統(tǒng)容量和覆蓋的改善的優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)也明顯:對(duì)帶寬的要求，對(duì)傳輸速率的要求等都使得系統(tǒng)更復(fù)雜。傳統(tǒng)的PCI，PCI X等總線，因其性能無法達(dá)到系統(tǒng)的傳輸要求，正逐步淘汰，PCIe總線作為新一代的總線標(biāo)準(zhǔn)，它具有數(shù)據(jù)傳輸速率高，可更好地支持未來高端顯卡等優(yōu)點(diǎn)，在LTE系統(tǒng)的物理層中，設(shè)計(jì)基于PCIe總線DMA傳輸方式的數(shù)據(jù)通道平臺(tái)可有效進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，減少

2、了數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i。并且PCIe總線具有良好的可擴(kuò)展性，可通過對(duì)系統(tǒng)升級(jí)來實(shí)現(xiàn)更高數(shù)據(jù)傳輸速率的要求。
　　本文設(shè)計(jì)的基于FPGA的PCIe總線DMA平臺(tái)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有很重要的實(shí)際意義，它充分利用了PCIE總線的眾多優(yōu)點(diǎn)，解決了LTE系統(tǒng)中分布式基站的數(shù)據(jù)傳輸問題，為整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)打下了良好基礎(chǔ)。
　　本文的研究?jī)?nèi)容包含以下三部分:
　　首先，深入研究了PCIe總線協(xié)議，剖析PCIe協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)中三個(gè)層面的不同分工，在不同層面

3、的數(shù)據(jù)傳送包的不同格式下的不同功能?？v觀LTE的發(fā)展?fàn)顩r，PCIe總線技術(shù)必成為主流。
　　其次，在深入研究了PCIe協(xié)議的基礎(chǔ)上，利用Xilinx公司的PCIe IP Core生成了系統(tǒng)所需的PCIe總線下的Endpoint模塊，在Endpoint模塊基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)DMA模塊，并針對(duì)本項(xiàng)目的要求設(shè)計(jì)接口模塊。
　　最后，編寫測(cè)試模塊，在Modelsim中對(duì)PCIe-DMA進(jìn)行聯(lián)合仿真，驗(yàn)證功能正確后，在ISE環(huán)境中進(jìn)行板上調(diào)

4、試。
　　通過實(shí)際板卡測(cè)試，系統(tǒng)的DMA傳輸速度可穩(wěn)定達(dá)到2Gbps，沒有丟幀和誤碼現(xiàn)象，系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，能達(dá)到LTE系統(tǒng)中分布式基站中傳輸功能模塊的設(shè)計(jì)要求。
　　本文的創(chuàng)新點(diǎn)是虛擬FIFO的設(shè)計(jì)，虛擬FIFO提供時(shí)鐘域的交叉，可存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)大的數(shù)據(jù)包，解決了DDR3 SDRAM直接讀取寫入低效率的問題。采用了虛擬FIFO使需要讀取和寫入的數(shù)據(jù)包在此重新打包，可大大的提高傳輸效率，并且FIFO與memory control