[实用新型]基于PCI-E的光纤传输卡

说明书

技术领域

本发明涉及一种的电子设备，其主要实现的功能是通过光纤和PCIE接口传输高速数据，应用领域主要有：高速数据远距离传输，高速数据交换，高速数据存储，光纤组网等领域。

背景技术

光纤传输系统具有传输频带极宽，通信容量很大，衰减低，串扰小，抗干扰能力强的特点，目前，光纤已经成为了高速数据传输的首选媒介。光纤传输已经广泛应用于电信、消费电子、汽车以及工控市场等领域。

PCI Express是新一代的计算机总线接口，通常简称为PCI-E或PCIe，PCIExpress采用了目前业内流行的点对点串行连接，比起PCI以及更早期的计算机总线的共享并行架构，每个设备都有自己的专用连接，不需要向整个总线请求带宽，而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率，达到PCI所不能提供的高带宽。相对于传统PCI总线在单一时间周期内只能实现单向传输，PCI Express的双单工连接能提供更高的传输速率和质量，它们之间的差异跟半双工和全双工类似，目前PCIe的速度有1X/4X/8X/16X等规格，最高传输速度可以达到4GB/s。目前，PCI Express接口在个人电脑中已经普及，最常见的PCIe设备是高速的显卡，视频采集卡，光纤存储卡等设备。

发明内容

本设计是一种基于PCI Express接口的通用光纤传输卡，其主要构件包括：

1、PCI-E 8X接口，与PC间的最高传输速度可以达到2GB/s

2、4个SFP光纤接口，每个接口均支持1G/2G SFP光模块

3、2GB板载DDR2 SDRAM存储器

4、基于Xilinx公司的Virtex-5系列FPGA，支持用户自定义光纤传输协议

本发明的有益效果是：本设计提供一个开放的硬件平台，在这个平台上用户既可以实现各种已有的通讯协议，也可以开发自己的专用通讯协议，而且用户可以在FPGA内部实现各种设想功能；本设计为个人计算机和光纤设备中架起了一个桥梁，通过相应的开发，可以在将来的应用中，支持各种光纤设备。

附图说明

图1为基于PCI-E的光纤传输卡的系统结构图

具体实施方式

本系统的电路构成如图1所示，系统硬件包括FPGA(现场可编程门阵列)，光模块1-4，可编程时钟1-2，DDR2 SDRAM等主要器件，其中：光模块，可编程时钟，用户自定义IO(输入输出管脚)，DDR-2 SDRAM等器件全部同FPGA(Field-programmable gate array(现场可编程门阵列))相连，FPGA连接PCI-E 8X总线。其中光模块1-4主要用于将外部输入光信号转换成芯片可以识别的电信号，同时将芯片输出的电信号转换为光信号输出；可编程时钟为系统正常工作提供稳定的时钟，用户自定义IO用于接入外部扩展设备；DDR-2 SDRAM用于实时存储高速数据；FPGA在系统中实现的功能主要有：1.对外围器件(光模块，时钟，DDR2SDRAM)的控制；2.对高速数据的收发和处理；3.实现与电脑之间通过PCI-E 8X协议的通讯。

本设计中支持4路1G/2G的SFP规格光模块，常见的种类有AVAGO公司的AFBR-57R5APZ，Agilent公司的HFBR-5710L/LP等等。

可编程时钟在本设计产生系统工作所需要的各种频率的时钟，由于光纤和DDR2存储器工作频率根据采用的器件不同而可以改变，故所需参考时钟也要求可以灵活改变，同时，时钟还需要具有低抖动的特性。

DDR2(Double Data Rate 2)SDRAM是由JEDEC(电子设备工程联合委员会)进行开发的新生代内存技术标准，它与上一代DDR内存技术标准最大的不同就是，虽然同是采用了在时钟的上升/下降延同时进行数据传输的基本方式，但DDR2内存却拥有两倍于上一代DDR内存预读取能力(即：4bit数据读预取)。换句话说，DDR2内存每个时钟能够以4倍外部总线的速度读/写数据，并且能够以内部控制总线4倍的速度运行。此外，由于DDR2标准规定所有DDR2内存均采用FBGA封装形式，而不同于目前广泛应用的TSOP/TSOP-II封装形式，FBGA封装可以提供了更为良好的电气性能与散热性，为DDR2内存的稳定工作与未来频率的发展提供了坚实的基础。