基于RocketIO接口的高速互連應用研究與實(shí)現
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2．1 應用RapidIO協(xié)議買(mǎi)現板間互連
RapidIO是一種基于高性能包交換的開(kāi)放式互連技術(shù)，主要功能是完成系統內部芯片到芯片和板到板之間的高速傳輸數據，能夠提供高帶寬、低時(shí)延、軟件獨立和高容錯性的數據傳輸解決方案。同時(shí)支持點(diǎn)對點(diǎn)或點(diǎn)對多點(diǎn)的通信、DMA操作、消息傳遞模式交換數據以及多種拓撲結構等功能。
RapidIO采用3層分級體系結構，分別為物理層、傳輸層、邏輯層。物理層規范在整個(gè)分級結構的底部，包括器件級接口的細節，如包傳輸機制、流量控制、電氣特性和低級錯誤管理。傳輸層規范在中間層，定義RapidIO地址空間和在端點(diǎn)器件間傳輸包所需的路由信息。邏輯層規范定義全部協(xié)議和包的格式，它們?yōu)槎它c(diǎn)器件發(fā)起和完成事物提供必要的信息。
RapidIO串行物理層，通常稱(chēng)為串行RapidIO，是針對板上或通過(guò)背板的器件間的電氣連接。串行物理層定義器件間的全雙工串行鏈路，在每個(gè)方向上使用單向差分信號。RapidIO串行物理層實(shí)現鏈路訓練、鏈路初始化，支持RapidIO器件間的包傳送，包括包和控制符號的傳送、流量控制、錯誤管理和其他器件到器件的功能。RapidIO物理層核與RocketIO收發(fā)器連接邏輯結構框圖如圖3所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/149180.htm
由于RapidIO邏輯層包被定義為一連串的比特，并且與物理層實(shí)現無(wú)關(guān)，所以RapidIO協(xié)議在串行與并行接口，銅線(xiàn)與光纖介質(zhì)下都能正確工作。
其RapidIO串行物理層有如下特征：
(1)采用8 b／10 b編碼方案將發(fā)送時(shí)鐘嵌入到數據中。
(2)在每個(gè)方向上支持一個(gè)串行差分對或支持4個(gè)并列的串行差分對。
(3)使用專(zhuān)用的8 b／10 b碼(稱(chēng)為K碼)來(lái)管理鏈路，管理流量控制、包定界和錯誤報告。
(4)支持每通道1．25 Gb／s，2．5 Gb／s和3．125 Gb／s波特率(數據速率分別為1．0 Gb／s，2．0 Gb／s和2．5 Gb／s)的傳送速率。
2．2 應用Fibre Channel協(xié)議實(shí)現系統間互連
光纖通道技術(shù)是綜合計算機通道和數據網(wǎng)絡(luò )概念提出的一個(gè)不同于傳統的通道和網(wǎng)絡(luò )結構的互連方案，采用通道技術(shù)控制信號傳輸，使用仲裁或交換方式處理共享沖突，并采用了基于信用的流量控制策略。
Fibre Channel模型分為5層，分別為：FC-0，FC-1，FC-2，FC-3和FC-4。FC-0層定義了連接的物理端口特性，包括介質(zhì)和連接器、驅動(dòng)器、接收機、發(fā)射機等的物理特性、電器特性和光特性、傳輸速率以及其他的一些連接端口特性。在本設計中，FC-0層處理由光電收發(fā)器實(shí)現光信號與電信號轉換；FC-1層是信號編碼和解碼層，FC-1層處理由FPGA的RocketIO完成串并／并串轉換、8 b／10 b編解碼、有序集及位同步等；FC-1層使用8 b／10 b編碼方式，這意味著(zhù)每傳輸10 b數據，實(shí)際得到8 b的有效數據，其他兩位是冗余位。信號可以被編碼成2種字符集：K字符集(特殊的控制信號和命令)和D字符集(普通數據)。FC-2層是幀協(xié)議層，是FC用來(lái)識別、解釋和處理FC網(wǎng)絡(luò )信息流的核心層。FC-2層規定信息單元的組成格式、原語(yǔ)序列協(xié)議、端口類(lèi)型、服務(wù)類(lèi)型、數據的分段與重組、流量控制、差錯恢復策略、節點(diǎn)初始化、節點(diǎn)的注冊和節點(diǎn)的注銷(xiāo)等功能。FC-0，FC-1和FC-2層這3層共同組成了FC物理層。FC-3層是FC的公共服務(wù)層，定義了如帶寬頻率分片、搜索組和多播等通用服務(wù)。FC-4：該層是FC協(xié)議模型的最高層，在本系統的設計中，使用了匿名簽署消息傳輸協(xié)議(FC-AE-ASM)來(lái)滿(mǎn)足系統中數據的傳輸需要。
在FC核的嵌入式應用中。使用一個(gè)或2個(gè)RocketIO收發(fā)器來(lái)提供1 Gb／s，2 Gb／s或4 Gb／s的接口速率，利用FPGA中的8 b／10 b編解碼器、CRC產(chǎn)生和校驗單元以及接收彈性緩沖進(jìn)行設計。FC核內部提供了32 b寬的Client接口，FC幀數據采用32 b／s訪(fǎng)問(wèn)。FC核的時(shí)鐘在配置時(shí)已固定，分別可采用53．125 MHz和106．25 MHz。
FC核與RocketIO收發(fā)器連接邏輯結構框圖如圖4所示。
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