采用上位機與FPGA開(kāi)發(fā)板的光纖通道接口適配器設計

隨著(zhù)存儲技術(shù)的迅速發(fā)展，存儲容量得到了迅速的增長(cháng)，存儲系統的數據傳輸速度成為了主要的瓶頸。光纖的傳輸具有其速度上的優(yōu)勢，然而，在光纖傳輸要受到光纖通道接口的限制，因此光纖通道應用于高速數據傳輸的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題是接口的設計問(wèn)題，本文對有效地解決高數據傳輸在接口處的瓶頸具有現實(shí)意義。

　　1 方案設計

　　完整的實(shí)現要包含PC機軟件編程、Virtex-5開(kāi)發(fā)板的底層鏈路實(shí)現。PC機的軟件編寫(xiě)主要實(shí)現鏈路的創(chuàng )建注銷(xiāo)控制、數據的組幀、數據的傳輸控制、傳輸過(guò)程中的顯示;VirteX-5開(kāi)發(fā)板主要實(shí)現數據的鏈路貫通、支持上位機所定義的幀結構的傳輸過(guò)程。

　　如圖1所示，接口適配器功能實(shí)現過(guò)程主要包含協(xié)議的正確理解，按照協(xié)議的幀結構和數據結構的組織、具體的實(shí)現模塊的設計與編寫(xiě)、結合VirteX-5底層鏈路的貫通實(shí)現光纖通信接口適配器功能。

　　2 設計的具體實(shí)現

　　2.1 協(xié)議的分析與與裁剪

　　針對不同的應用環(huán)境應當對FC協(xié)議進(jìn)行適當的裁剪，盡可能地有效利用協(xié)議標準。FC協(xié)議是一個(gè)具有五層組成的協(xié)議體系。包括：FC-0層、FC-1層、FC-2層、FC-3層、FC-4層。

　　各層的功能分別為：

　　(1)：FC-O：主要規定了物理接口，包含傳輸介質(zhì)，收發(fā)器及接口等。

　　(2)FC-1：8 B/10 B編碼;串化解串;比特與字同步。

　　(3)FC-2規定了光纖通道的傳輸機制：

　　有序集的檢測與識別;FC端口狀態(tài)機;幀的發(fā)送與接收，幀接收時(shí)要進(jìn)行有效性檢查;流量控制;幀管理;交換與序列管理;數據幀與響應;多播與廣播;分段與重組;差錯檢測與回復。

　　(4)FC-3：基本鏈路服務(wù);擴展鏈路服務(wù);查詢(xún)組。

　　(5)FC-4：映射上層協(xié)議，本文主要是映射MILstd-1553B協(xié)議。

　　2.2 軟件編程中各模塊的代碼的設計

　　軟件實(shí)現的設計部分：GUI模塊設計、設備抽象層的設計、任務(wù)處理模塊的設計、FC的協(xié)議及物理功能模塊的設計。

　　(1)GUI部分主要是顯示作用，可以對接口適配器的相關(guān)參數進(jìn)行設置和界面顯示。GUI模塊設計內容有：整體界面、鏈路參數區、鏈路建立區、信息顯示區。

　　(2)設備抽象層的設計。該部分在于屏蔽下層不同物理設備間的差異;提供較為簡(jiǎn)便的方式，使上層模塊同邏輯進(jìn)行通信。本層需要提供對上層支持的設備操作接口及在內部通過(guò)封裝WinDriver驅動(dòng)提供的功能接口，實(shí)現對上層的功能支持。

　　(3)任務(wù)處理模塊的設計。主要實(shí)現對鏈路和數據各自的不同的任務(wù)操作情況。鏈路數據區與文件數據區分別需要保存各自的任務(wù)數據及狀態(tài)，另外，它是 GUI模塊變更LIST的依據，從而還需要保存下層協(xié)議所具備的狀態(tài)及數據。

　　(4)FC協(xié)議及物理功能模塊的設計。該部分主要描述任務(wù)發(fā)送協(xié)議與鏈路建立協(xié)議。