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光纖接口
閱讀�32187�(shí)間:2010-12-22 09:26:08

  光纖接口俗稱活接頭,�(guó)際電信聯(lián)盟建議將其定義為用以�(wěn)定地但并不是地連接兩根或多根光纖的�(wú)源組�。光纖接口是光纖通信系統(tǒng)中不可缺少的�(wú)源器�,它的使用使光通道間的可拆式連接成為可能�

常見(jiàn)的幾�

  ST、SC、FC、LC光纖接頭是早期不同企�(yè)�(kāi)�(fā)形成的標(biāo)�(zhǔn),使用效果一樣,各有�(yōu)缺點(diǎn),下面為這幾種光纖接口做一番簡(jiǎn)單介��

  ST、SC、FC、LC光纖接頭

  ST、SC連接器接頭常用于一般網(wǎng)�(luò)。ST頭插入后旋轉(zhuǎn)半周有一卡口固定,缺�(diǎn)是容易折斷;SC連接頭直接插�,使用很方便,缺�(diǎn)是容易掉出來(lái);FC連接頭一般電信網(wǎng)�(luò)采用,有一螺帽擰到適配器上,優(yōu)�(diǎn)是牢�、防灰塵,缺�(diǎn)是安裝時(shí)間稍�(zhǎng)�

  光纖連接�,也就是接入光模塊的光纖接頭,也有好多種,且相互之間不可以互用。不是經(jīng)常接觸光纖的人可能會(huì)誤以為GBIC和SFP模塊的光纖連接器是同一�,其�(shí)不是�。SFP模塊接LC光纖連接器,而GBIC接的是SC光纖光纖連接�。下面對(duì)�(wǎng)�(luò)工程中幾種常用的光纖連接器�(jìn)行詳�(xì)的說(shuō)明:

 ?�?FC型光纖連接器:外部加強(qiáng)方式是采用金屬套,緊固方式為螺絲�� 一般在ODF�(cè)采用(配線架上用的最�)

 ?�?SC型光纖連接器:連接GBIC光模塊的連接器,它的外殼呈矩�,緊固方式是采用插拔銷閂�,不須旋�(zhuǎn)�(路由器交換機(jī)上用的最�)

 ?�?ST型光纖連接器:常用于光纖配線架,外殼呈圓形,緊固方式為螺絲�。(�(duì)�10Base-F連接�(lái)�(shuō),連接器通常是ST類型。常用于光纖配線架)

  � LC型光纖連接器:連接SFP模塊的連接�,它采用操作方便的模塊化插孔(RJ)閂鎖�(jī)理制�。(路由器常用)

 ?�?MT-RJ:收�(fā)一體的方形光纖連接器,一頭雙纖收�(fā)一��

  各種光纖接口類型介紹

  FC 圓型帶螺�(配線架上用的最�)

  ST 卡接式圓�

  SC 卡接式方�(路由器交換機(jī)上用的最�)

  PC 微球面研磨拋�

  APC �8度角并做微球面研磨拋�

  MT-RJ 方型,一頭雙纖收�(fā)一�( 華為8850上有�)

適配器的研究與實(shí)�(xiàn)

  隨著�(jīng)�(jì)的高速發(fā)展和科技的快速�(jìn)�,近幾年,光纖通信技�(shù)�(yīng)�(yùn)而生并快速成�(zhǎng)。根�(jù)摩爾定律,CPU的處理速度�18�(gè)月翻一番。而光纖通信的傳輸帶寬每9�(gè)月就增加一�,而成本降低一�。同�(shí)全球因特�(wǎng)流量�6�(gè)月就翻一�。作為當(dāng)代通信�(lǐng)域的支柱技�(shù),光纖通信正以�10年速率增長(zhǎng)100倍的速度�(fā)�。其總的�(fā)展趨�(shì)是速率越來(lái)越塊,可靠性越�(lái)越高,提供的�(yè)�(wù)種類越來(lái)越多�

  隨著存儲(chǔ)技�(shù)的迅速發(fā)�,存�(chǔ)容量得到了迅速的增長(zhǎng),存�(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)�(jù)傳輸速度成為了主要的瓶頸。光纖的傳輸具有其速度上的�(yōu)�(shì),然�,在光纖傳輸要受到光纖通道接口的限�,因此光纖通道�(yīng)用于高速數(shù)�(jù)傳輸?shù)囊粋�(gè)�(guān)鍵技�(shù)�(wèn)題是接口的設(shè)�(jì)�(wèn)�,本文對(duì)�

  效地解決高數(shù)�(jù)傳輸在接口處的瓶頸具有現(xiàn)�(shí)意義�

  1 方案�(shè)�(jì)

  完整的實(shí)�(xiàn)要包含PC�(jī)軟件編程、Virtex-5�(kāi)�(fā)板的底層鏈路�(shí)�(xiàn)。PC�(jī)的軟件編�(xiě)主要�(shí)�(xiàn)鏈路的創(chuàng)建注銷控�、數(shù)�(jù)的組幀、數(shù)�(jù)的傳輸控制、傳輸過(guò)程中的顯�;VirteX-5�(kāi)�(fā)板主要實(shí)�(xiàn)�(shù)�(jù)的鏈路貫通、支持上位機(jī)所定義的幀�(jié)�(gòu)的傳輸過(guò)��

  如圖1所�,接口適配器功能�(shí)�(xiàn)�(guò)程主要包含協(xié)議的正確理解,按照協(xié)議的幀�(jié)�(gòu)和數(shù)�(jù)�(jié)�(gòu)的組�、具體的�(shí)�(xiàn)模塊的設(shè)�(jì)與編�(xiě)、結(jié)合VirteX-5底層鏈路的貫通實(shí)�(xiàn)光纖通信接口適配器功��

接口適配器功能實(shí)現(xiàn)過(guò)程

  2 �(shè)�(jì)的具體實(shí)�(xiàn)

  2�1 �(xié)議的分析與與裁剪

  針對(duì)不同的應(yīng)用環(huán)境應(yīng)�(dāng)�(duì)FC�(xié)議�(jìn)行適�(dāng)?shù)牟眉?,盡可能地有效利用協(xié)議標(biāo)�(zhǔn)。FC�(xié)議是一�(gè)具有五層組成的協(xié)議體�。包括:FC-0�、FC-1�、FC-2�、FC-3�、FC-4層�

  各層的功能分別為�

  (1):FC-O:主要規(guī)定了物理接口,包含傳輸介�(zhì),收�(fā)器及接口等�

  (2)FC-1�8 B�10 B編碼;串化解�;比特與字同步�

  (3)FC-2�(guī)定了光纖通道的傳輸機(jī)制:

  有序集的檢測(cè)與識(shí)�;FC端口狀�(tài)�(jī);幀的發(fā)送與接收,幀接收�(shí)要�(jìn)行有效性檢�;流量控�;幀管理;交換與序列管理;數(shù)�(jù)幀與響�(yīng);多播與廣播;分段與重組;差�(cuò)檢測(cè)與回�(fù)�

  (4)FC-3:基本鏈路服�(wù);擴(kuò)展鏈路服�(wù);查詢組�

  (5)FC-4:映射上層協(xié)�,本文主要是映射MILSTd-1553B�(xié)��

  2�2 軟件編程中各模塊的代碼的�(shè)�(jì)

  軟件�(shí)�(xiàn)的設(shè)�(jì)部分:GUI模塊�(shè)�(jì)、設(shè)備抽象層的設(shè)�(jì)、任�(wù)處理模塊的設(shè)�(jì)、FC的協(xié)議及物理功能模塊的設(shè)�(jì)�

  (1)GUI部分主要是顯示作�,可以對(duì)接口適配器的相關(guān)參數(shù)�(jìn)行設(shè)置和界面顯示。GUI模塊�(shè)�(jì)�(nèi)容有:整體界�、鏈路參�(shù)區(qū)、鏈路建立區(qū)、信息顯示區(qū)�

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

  (3)任務(wù)處理模塊的設(shè)�(jì)。主要實(shí)�(xiàn)�(duì)鏈路和數(shù)�(jù)各自的不同的任務(wù)操作情況。鏈路數(shù)�(jù)區(qū)與文件數(shù)�(jù)區(qū)分別需要保存各自的任務(wù)�(shù)�(jù)及狀�(tài),另�,它� GUI模塊變更LIST的依�(jù),從而還需要保存下層協(xié)議所具備的狀�(tài)及數(shù)�(jù)�

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

 ?、冁溌方⒌淖?cè)�(guò)程:�(shù)�(jù)傳輸�,需要通過(guò)注冊(cè)建立�(fā)送端與接收端的鏈路。首�,發(fā)送端把待注冊(cè)的地址ID等信息嵌入幀信息中,�(fā)送幀信息給接收端;然�,接收端收到幀信息后,解讀出相�(guān)的信�,若符合幀的完整性等檢查,則兩端建立鏈路。若不滿足相�(guān)檢查則終止該次注�(cè)�(guò)��

 ?、阪溌返淖N�(guò)程:�(dāng)需要注銷鏈路時(shí),首先,�(fā)送端把待注銷的地址ID等信息嵌入幀信息�,發(fā)送幀信息給接收端;然�,接收端收到幀信息后,解讀出相�(guān)的信�,若符合幀的完整性等檢查,則兩端注銷鏈路,若不滿足相�(guān)檢查則終止該次注銷過(guò)��

  ③數(shù)�(jù)傳輸�(guò)程:�(shù)�(jù)傳輸是鏈路建立的根本目的,簡(jiǎn)化的�(shù)�(jù)傳輸�(guò)程如�2所��

簡(jiǎn)化的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程圖

  2�3 Virtex-5�(kāi)�(fā)板的底層保證

  (1)系統(tǒng)�(gòu)造邏輯設(shè)�(jì)主要完成以下幾點(diǎn)功能�

  控制PCIE硬核�(shí)�(xiàn)與上層軟件交�;對(duì)上層傳輸�(shù)�(jù)加CRC校驗(yàn);完成FC鏈路初始化過(guò)程;完成FC流控功能;完成FC-2差錯(cuò)處理;控制ROCKET I/O把上層軟件數(shù)�(jù)通過(guò)ROCKET I/O�(fā)�;控制ROCKET、I/O把接收恢�(fù)的數(shù)�(jù)傳輸?shù)缴蠈榆浖�?/FONT>

  (2)邏輯�(shè)�(jì)的模塊組成:底層邏輯控制模塊主要完成FC物理層通信,它主要包括�(fā)送模�、接收模塊和PCIE控制模塊三部�,每�(gè)模塊又根�(jù)功能不同劃分多�(gè)子模�,在PCIE控制模塊�,有一些緩存來(lái)存放接收模塊傳送過(guò)的數(shù)�(jù)和相�(yīng)的數(shù)�(jù)信息,發(fā)送模塊也�(huì)從PCIE控制模塊的緩存中讀取數(shù)�(jù)傳送出去,其原理框圖如�3所��

邏輯控制模原理圖

  �(shù)�(jù)�(fā)送模� 該模塊通過(guò)讀取上位機(jī)的狀�(tài)信息�(lái)�(fā)送不同的信息,當(dāng)ACK使能�(shí),該模塊�(fā)ACK,當(dāng)�(shù)�(jù)使能�(shí),該模塊就發(fā)送固定幀�(shù)的數(shù)�(jù),發(fā)送的�(shù)�(jù)是從緩存中讀�,CRC由該模塊添加??臻e�(shí)就發(fā)送IDLE��

  �(shù)�(jù)接收模塊 接收模塊包括接收控制模塊、CRC模塊和臨�(shí)緩存模塊。主要完成數(shù)�(jù)和鏈路控制幀以及�(zhǔn)備信�(hào)的接收,并實(shí)�(xiàn)CRC校驗(yàn),根�(jù)幀頭來(lái)判斷不同類型的數(shù)�(jù)幀或控制幀,并存入緩存�,同�(shí)將幀的相�(guān)信息也放入相�(yīng)的緩存中�

  PCIE接口控制模塊 該模塊主要根�(jù)PCIE總線上的地址�(duì)�(yīng)的寄存器的值,譯碼成相�(yīng)的使能把PCIE總線上數(shù)�(jù)�(xiě)入相�(yīng)的數(shù)�(jù)�(fā)送buf-f,ACK�(fā)� buff反之根據(jù)邏輯輸入的使�,譯碼成�(duì)�(yīng)的PCIE總線上對(duì)�(yīng)地址的對(duì)�(yīng)寄存器的�,并把數(shù)�(jù)接收的buffACK接收buff�(shù)�(jù)�(xiě)入相�(yīng)的PCIE地址��

  2�4 最終實(shí)�(xiàn)

  通過(guò)上位�(jī)與FPGA�(kāi)�(fā)板的�(jié)�,實(shí)�(xiàn)了光纖通道接口適配器的高速�。傳輸效果圖如圖4所示�

傳輸效果圖

  3 �(jié)�(yǔ)

  通過(guò)上位�(jī)與FPGA�(kāi)�(fā)板的�(jié)�,模擬并�(shí)�(xiàn)了光纖通道在高速數(shù)�(jù)傳輸�(guò)程中接口處的�(shè)�(jì)。盡管該�(shè)�(jì)是上位機(jī)配合FPGA的形式實(shí)�(xiàn),但僅就�(shè)�(jì)思路而言,對(duì)于實(shí)際開(kāi)�(fā)光纖通道接口適配器具有一定的借鑒意義�

FPGA的光纖通道接口控制芯片�(shè)�(jì)

  存儲(chǔ)�(wǎng)�(luò)和下一代航空電子系�(tǒng)�(duì)光纖通道�(wǎng)�(luò)的需�,提出了一種新的光纖通道�(wǎng)�(luò)接口控制芯片的設(shè)�(jì)方案。用 Verilog�(shí)�(xiàn)了接口控制芯片的RTL�(shè)�(jì)并完成了功能仿真和驗(yàn)�,通過(guò)嵌入式PowerPC完成了接口控制芯片的控制軟件�(shè)�(jì)。以Xilinx公司的Virtex-II Pro系列FPGA為平�(tái),實(shí)�(xiàn)了接口控制芯片原��

  � 言

  作為通道技�(shù)和網(wǎng)�(luò)技�(shù)�(jié)合的�(chǎn)�,光纖通道(fibre channel)是一種具有高�(shí)�(shí)性、高可靠�、高帶寬,高性價(jià)比的�(kāi)放式�(wǎng)�(luò)。任何需要接入到光纖通道�(wǎng)�(luò)的設(shè)備都需要相�(yīng)的網(wǎng)�(luò)接口�(NAC),而網(wǎng)�(luò)接口卡的核心是接口控制芯片。目前市�(chǎng)上商用的光纖通道接口控制芯片寥寥可數(shù)且價(jià)格昂�,并且核心技�(shù)都掌握在�(guó)外公司;而軍用的光纖通道接口控制芯片更由于眾所周知的原因在市場(chǎng)上根本就買不�。因�,根�(jù)光纖通道�(biāo)�(zhǔn)�(shè)�(jì)出擁有自主知�(shí)�(chǎn)�(quán)的光纖通道�(wǎng)�(luò)接口控制芯片,對(duì)于我�(guó)的經(jīng)�(jì)和軍事發(fā)展具有極其重要的意義�

  由于光纖通道�(biāo)�(zhǔn)是一簇十分龐大而復(fù)雜的�(xié)�,不同的特性適用于不同的應(yīng)用環(huán)境;又因?yàn)楣饫w通道�(biāo)�(zhǔn)目前仍處于發(fā)展階�,標(biāo)�(zhǔn)的內(nèi)容還在做不停的變�,因此選用FPGA作為�(dāng)前接口控制芯片的載體是一�(gè)非常合適的選�。一方面�(duì)于不同的�(yīng)用環(huán)�,可以對(duì)相應(yīng)的功能模塊�(jìn)行適�(dāng)?shù)牟脺p,既能滿足應(yīng)用需要又能降低成�;另一方面�(duì)于協(xié)議的變化,基于FPGA的實(shí)�(xiàn)也很容易就能�(duì)老版本設(shè)�(jì)�(jìn)行更��

  1 �(xié)議分�

  和OSI參考模型類似,光纖通道�(xié)議簇也是以分層的方式�(lái)組織各�(gè)�(xié)議的。其分層模型如圖1所��

光纖通道分層模型

  作為�(shù)�(jù)傳輸�(xié)�,光纖通道支持許多上層�(xié)議,包括VIA、SCSI、IPv4、IPv6、SBCCS、ASM等。在為這些�(xié)議傳輸數(shù)�(jù)之前,需要先將待�(fā)送的�(shù)�(jù)映射成規(guī)定的格式,F(xiàn)C-4層實(shí)�(xiàn)這一映射,對(duì)于每一�(gè)支持的上層協(xié)�,都有一�(gè)映射�(xié)議與之相�(duì)�(yīng)�

  FC-3層是一�(gè)通用服務(wù)�,為映射層協(xié)議提供一系列通用服務(wù)。比較重要的幾�(gè)服務(wù)包括:交換注�(cè)、端口注�(cè)和注銷服�(wù)�

  FC-2層是光纖通道�(xié)議中最重要的一層,定義了將�(shù)�(jù)塊�(jìn)行端到端傳輸?shù)�?guī)則和�(jī)�,包括不同類型的服務(wù)、幀格式定義、序列的分片和重�、交換管理、地址分配和多播管理等�

  FC-1層定義了串行編碼和解碼規(guī)�,規(guī)定使�8B�10B編碼�

  FC-0層是光纖通道�(xié)議的物理層規(guī)�,定義了�(fā)射機(jī)、接收機(jī)、傳輸介�(zhì)以及它們之間的接口�(guī)�。傳輸速率也在這里定義�

  2 �(shè)�(jì)方案

  通過(guò)�(duì)�(xié)議的分析得出,映射層�(xié)議和具體�(yīng)用環(huán)境密切相�(guān),應(yīng)該由用戶自己�(shí)�(xiàn)。接口控制芯片在邏輯上可以分成三部分,即通用服務(wù)模塊、端到端IU傳輸和緩沖到緩沖幀傳輸;在�(shí)�(xiàn)方式上又可以分為軟件部分和硬件部�。接口控制芯片系�(tǒng)框圖如圖2所��

接口控制芯片系統(tǒng)框圖

  �2左邊的PowerPC和存�(chǔ)器控制器通過(guò)PLB總線互聯(lián)在一�,構(gòu)建了Linux操作系統(tǒng)和接口控制芯片的軟件部分的運(yùn)行平�(tái)�

  PowerPC架構(gòu)中還包含了通用的OPB總線,用�(lái)�(jìn)行外部設(shè)備的互聯(lián)。OPB總線通過(guò)一�(gè)PLB-OPB橋連接到PLB總線,如�2右邊所示。連接到OPB總線的外部設(shè)備只有一�(gè),也就是光纖通道傳輸��

  用戶接口定義了接口控制芯片的用戶接口。根�(jù)�(yīng)用環(huán)境的不同,這�(gè)模塊有不同的�(shí)�(xiàn)方法,如PCI或USB�

  �(dāng)用戶有數(shù)�(jù)需要發(fā)送時(shí),通過(guò)接口控制芯片的用戶接口將�(shù)�(jù)按標(biāo)�(zhǔn)格式存入芯片�(nèi)部的�(shù)�(jù)存儲(chǔ)�,并通過(guò)�(shè)置相�(yīng)的寄存器�(qǐng)求接口控制芯片的�(shù)�(jù)傳輸服務(wù)。然�,軟件代碼將�(shù)�(jù)接管�(guò)�(lái),先為這次�(shù)�(jù)(IU)傳輸分配相應(yīng)的軟件資�(交換狀�(tài)�、序列狀�(tài)塊等)用以記錄�(shù)�(jù)的發(fā)送狀�(tài)。等完成相應(yīng)的處理后,PowerPC通過(guò)光纖通道傳輸核提供的接口通知傳輸核對(duì)�(shù)�(jù)�(jìn)行處�,包括分片、成幀、CRC�(jì)算和8B�10B編碼等任�(wù)�,傳輸核通過(guò)輸出引腳輸出高速串行數(shù)�(jù)去調(diào)制光�(fā)射機(jī)并發(fā)送到光纖鏈路�

  �(dāng)從輸入鏈路上接收到數(shù)�(jù)�(shí),傳輸核首先�(duì)�(shù)�(jù)�(jìn)行處�,包括位同步、串并轉(zhuǎn)換�8B�10B解碼、字同步、有序集檢測(cè)、CRC校驗(yàn)和幀提取。當(dāng)有效幀接收到并存到接收緩沖區(qū)后,硬件模塊�(shè)置相�(yīng)的寄存器通知Power-PC,然后PowerPC�(duì)接收到的幀�(jìn)行處理,包括分配相應(yīng)的軟件資�、幀重裝。當(dāng)屬于一�(gè)序列的所有幀都正確接收完�,PowerPC通過(guò)用戶接口模塊通知用戶模塊,用戶模塊接收到�(shù)�(jù)后自行�(jìn)行處��

  3 硬件�(shè)�(jì)

  接口控制芯片的硬件部分也就是�2中的光纖通道傳輸�,負(fù)�(zé)將數(shù)�(jù)幀按標(biāo)�(zhǔn)�(guī)定的格式從發(fā)送緩沖區(qū)傳輸?shù)芥溌妨硪欢说慕邮站彌_區(qū)。為了正確有效地完成這�(gè)任務(wù),接口控制芯片的硬件部分�(shí)�(xiàn)以下一些功能:緩沖到緩沖的流量控制、鏈路級(jí)別的差錯(cuò)檢測(cè)和恢�(fù)、字同步、有序集檢測(cè)、幀提取�8B�10B編解碼和串并/并串轉(zhuǎn)換等功能。接口控制芯片的硬件部分功能框圖如圖3所��

接口控制芯片的硬件部分功能框圖

  3�1 �(fā)送控制邏�

  �(fā)送控制邏輯的功能是控制幀、原�(yǔ)信號(hào)和原�(yǔ)序列的發(fā)送順�,使之符合光纖通道�(biāo)�(zhǔn),主要包括保證連續(xù)幀之間具有足夠的間隔和在幀之間插入原語(yǔ)信號(hào)�

  �(fā)送幀的CRC值也由發(fā)送控制邏輯計(jì)算,傳統(tǒng)的串行計(jì)算方法達(dá)不到要求的速率,這里采用并行CRC算法�(jìn)行計(jì)算,每�(gè)�(shí)鐘有效沿可以�(jì)�32位數(shù)�(jù),大大提高了�(shù)�(jù)吞吐��

  緩沖到緩沖流量控制也在發(fā)送控制邏輯中�(shí)�(xiàn)。發(fā)送控制邏輯維持一�(gè)�(jì)�(shù)�,表示當(dāng)前已�(fā)送但還未被確�(rèn)的幀的數(shù)�,每�(dāng)�(fā)�1幀,計(jì)�(shù)器加1;當(dāng)接收� R_RDY原語(yǔ)信號(hào)�(shí),計(jì)�(shù)器減1。如果這�(gè)值小于配置寄存器中的BB_Credit值,則表示可以繼�(xù)�(fā)送幀;否則,表明目標(biāo)端口已經(jīng)�(méi)有可用的接收緩沖區(qū),發(fā)送控制邏輯此�(shí)就不往外發(fā)出幀�

  3�2 接收控制邏輯

  8B�10B解碼出來(lái)的數(shù)�(jù)是字節(jié)�(shù)�(jù),而所有的有序集都是字,因此需要在輸入的字節(jié)流中正確區(qū)分出字邊�。接收控制邏輯內(nèi)部的字同步模塊和接收狀�(tài)�(jī)�(xié)同工�,實(shí)�(xiàn)這一功能。標(biāo)�(zhǔn)�(guī)定的接收�(jī)狀�(tài)�(zhuǎn)換圖如圖4所示�

  3�3 8B�1 0B編解�

  傳統(tǒng)的編解碼方法由數(shù)字邏輯實(shí)�(xiàn),主要是為了節(jié)省邏輯資源。由于FPGA�(nèi)含有豐富的RAM,使其作為編解碼的載體既可以降低�(fù)雜程度又可以提高編解碼的速度,待編碼的數(shù)�(jù)作為地址線輸�,編碼數(shù)�(jù)存在RAM�(nèi)從數(shù)�(jù)線輸出�

  3�4 端口狀�(tài)�(jī)

  作為鏈路�(jí)差錯(cuò)檢測(cè)與恢�(fù)的核�,端口狀�(tài)�(jī)�(duì)收發(fā)鏈路的狀�(tài)�(jìn)行監(jiān)�(cè)。每�(dāng)鏈路狀�(tài)出現(xiàn)異常,端口狀�(tài)�(jī)就根�(jù)異常的起因啟�(dòng)不同的鏈路恢�(fù)�(xié)議來(lái)�(duì)鏈路�(jìn)行恢�(fù)。如果恢�(fù)失敗,那么端口狀�(tài)�(jī)就通過(guò)狀�(tài)寄存器向上層�(bào)告。出于版面的考慮,簡(jiǎn)化的端口狀�(tài)�(jī)的狀�(tài)�(zhuǎn)換圖如圖5所示�

簡(jiǎn)化的端口狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

  3�5 其他模塊

  異步FIFO:由于接口控制芯片的接收部分使用從接收數(shù)�(jù)中恢�(fù)出來(lái)的時(shí)�,因此和芯片的主�(shí)鐘是異步�。當(dāng)將接收到的數(shù)�(jù)交給其他工作于主�(shí)鐘的模塊處理�(shí)需要�(jìn)行速率�(diào)�。異步FIFO用于�(shí)�(xiàn)這�(gè)功能。串并/并串�(zhuǎn)換:高速的串并�(zhuǎn)換對(duì)器件性能有較高要�。FPGA�(nèi)部集成了專用的硬� (RocketIO)用來(lái)�(shí)�(xiàn)這一功能,因此對(duì)其�(jìn)行適�(dāng)?shù)呐渲眉纯?。這樣節(jié)省了專用的串并轉(zhuǎn)換芯��

  配置寄存器存�(chǔ)一系列的工作參�(shù),如(R_T_TOV、E_D_TOV�),復(fù)位后以默�(rèn)值初始化寄存�。完成注�(cè)后,使用新值更新寄存器�

  光纖通道傳輸核通過(guò)狀�(tài)寄存器來(lái)表示自己�(dāng)前所處的狀�(tài)(如在�、離線等)�

  4 軟件�(shè)�(jì)

  接口控制芯片的軟件部分負(fù)�(zé)�(jìn)行參�(shù)�(xié)商和處理與端到端�(shù)�(jù)傳輸相關(guān)的事�(wù),包括端口注�(cè)和交換注�(cè)、提供不同類型的服務(wù)、端到端流量控制、序列級(jí)差錯(cuò)檢測(cè)和恢�(fù)�

  為了�(jiǎn)化軟件的�(shè)�(jì),以嵌人式Linux操作系統(tǒng)作為接口控制芯片的軟件運(yùn)行環(huán)�。通過(guò)�(shè)�(jì)一系列的操作函�(shù),實(shí)�(xiàn)整�(gè)軟件系統(tǒng)。最重要的函�(shù)包括:端口注�(cè)函數(shù)、IU�(fā)送函�(shù)和接收幀處理函數(shù)�

  4�1 端口注冊(cè)函數(shù)PLogin_in()

  注冊(cè)包含端口注冊(cè)和交換注�(cè)。兩種注�(cè)的流程類�,這里僅分析端口注�(cè)。系�(tǒng)啟動(dòng)�,需要對(duì)芯片的工作參�(shù)�(jìn)行配置,注冊(cè)函數(shù)根據(jù)用戶的配置選擇注�(cè)方式。如果用戶指定隱式注�(cè),那么注�(cè)函數(shù)從配置文件中讀取默�(rèn)配置參數(shù)配置芯片;如果用戶指定顯式注�(cè),那么注�(cè)函數(shù)�(fā)送注�(cè)�(qǐng)�,等�(duì)方端口返回響�(yīng)�,注�(cè)函數(shù)用響�(yīng)的數(shù)�(jù)配置參數(shù)。端口注�(cè)函數(shù)的工作流程如�6所��

端口注冊(cè)函數(shù)的工作流程如圖

  4�2 IU�(fā)送函�(shù)Sen

  4�3 接收幀處理函數(shù)Frm_Rcved()

  �(dāng)光纖通道傳輸核將正確的幀接收到并存儲(chǔ)于接收緩沖區(qū)后,通過(guò)狀�(tài)接口通知PowerPC。此�(shí)Frm_Rcved()函數(shù)�(kāi)始處理幀�,幀頭中需要檢查的參數(shù)很多,這里不在贅述。如果幀頭中的參�(shù)�(méi)有錯(cuò)�,那么函�(shù)為這�(gè)新接收到的幀分配存儲(chǔ)空間,然后從接收緩沖區(qū)中將幀取到存儲(chǔ)器中,并以一定的方式和之前接收到的幀�(guān)�(lián)起來(lái)(例如鏈表);如果幀頭中的參�(shù)有誤,則將幀丟棄并啟�(dòng)中止序列�(xié)議�(jìn)行序列恢�(fù)�

  �(jié) �(yǔ)

  本文提出的方案以嵌入式技�(shù)和FPGA技�(shù)為基�(chǔ),使其具有極大的靈活性和可擴(kuò)展性。在不同的應(yīng)用環(huán)境中只需要對(duì)相應(yīng)的軟硬件代碼�(jìn)行適�(dāng)?shù)牟脺p或擴(kuò)展即�,無(wú)需�(duì)PCB電路�(jìn)行任何更�,具有極其廣泛的�(yīng)用價(jià)��