基于PowerPCA40的光纤通道接口卡设计

基于PowerPCA40的光纤通道接口卡设计

1 设计方案

接收数据：

①接收通道从光接收机接收其输出的串行信号，经过串并转换、8位/10位解码、8：32解复用后，将没有错误的字传给接收控制模块。

②接收控制模块对接收通道接收的信息进行分流，将原语序列交给相应的状态机，将数据放入接收缓存后通知序列/交换管理模块。

发送数据：

②发送控制模块根据一定的规则控制不同的数据源分时使用发送通道，数据源包括发送缓冲区的帧、状态机发出的原语序列和原语信号。

③发送通道将从接收控制模块接收到的字进行分解，再对并行的字节信息经过8位/10位编码、并串转换发送给光发射机。

其中环/端口控制模块实现环初始化状态机、环/端口状态机、原有端口状态机功能。根据原语信号和原语序列的不同，系统或进入原有端口状态机进行点对点传输过程，或进入环端口状态机进行仲裁环传输过程。

2 基于PowerPC的SOPC系统搭建

Xilinx公司提供的EDK开发工具是一种专门针对FPGA内部嵌入式处理器的集成开发工具包，主要的软件设计由EDK中的子工具包SDK完成。用户可以通过集成在EDK中的XPS来调用各种工具完成嵌入式系统平台的搭建工作。

EDK10．1版本较之9．1版本有很大的变化，其中软核版本升级到7．1，IBM CoreConneet总线标准中的OPB总线被PLB总线代替，还提供了丰富的外围IP可供选择。光纤通道接口卡的FPGA实现架构如图2所示。

(1)PowerPC处理器和高速存储器通过PLB高速总线互联在一起构成嵌入式操作系统和软件系统的运行平台。

(4)在数据发送端，硬件通过DMA方式读取与序列和交换管理有关的队列，然后根据队列中的信息，确定每个帧头的内容，再通过DMA方式读取管理内存中的数据并组装成帧发送出去；在数据接收端，硬件接收到帧后，通过DMA方式写到内存中，软件负责将帧重组为序列，再将序列重组成交换。

由于PLB总线接口协议非常复杂，为了让用户可以更便捷地实现总线与用户IP的交互，Xilinx公司提供了在用户IP核和PLB v4．6总线标准之间的一个双向的PLBV46_Slave_Single接口协议模块IPIF，如图3所示。

其中的Slave Attachment结构提供了Slave运行的基础功能，它在PLB总线和IPIC之间执行协议和时序的转换。用户IP的用户逻辑接口需按照IPIC接口标准来设计，才能通过IPIF成功挂接到PLB总线上。

利用集成在EDK的XPS工具中Create/Import Peripheral Wizard(添加外设向导工具)，以对话框的形式可以很便捷地配置IPIF模块，以Master/Slave的方式将用户自定制IP核挂接到PLB总线上，通过ISE1O．1环境综合验证模块的正确性。然后再利用此工具，将经过验证正确的IP核导入EDK环境下，这样就成功建立了一个IP核的通用模板。最后再在相应的．VHD文件中添加用户功能代码，即可完成基于PLB总线接口的用户自定制IP核的添加。

结语

本文设计的光纤通道接口卡芯片采用Xilinx公司推出的新一代嵌入式硬核PowerPCA40，利用EDK开发工具，在Virtex5系列FPGA开发平台上实现了接口卡芯片的基本功能，支持点对点拓扑结构和仲裁环拓扑结构，为用户自定制IP核的开发应用提供了一定的参考。

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