[发明专利]一种基于FPGA的PCI Express设备到主机的数据传输速度测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于FPGA的PCI Express设备到主机的数据传输速度测试方法。

背景技术

计算机系统中的各个功能部件的数据交换都是通过总线来实现的，所以总线的速度对于整机的性能有着巨大的影响。由Intel公司在2001年初最先提出，包括Intel、AMD．Dell、IBM在内的20多家业界主导公司2001年底起草新技术规范，并在2002年完成，被命名为PCI Express早已经以其工作频率高传输带宽宽等优点被广泛使用并成为个人计算机主机板的标准。FPGA（Field－Programmable Gate Array），即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。FPGA以其可重构性实现了PCI Express，对PCI Express这种新技术，规格处在不断变化的阶段。当规格变更时，通过可重构性可对应的更改，对原设计进行软件编程来实现版本的升级。采用一些FPGA内置高速收发器模块和可编程结构，如Xilinx的Virtex系列，其内置高速收发器(Rocket IOTMGTP收发器)可以支持PCI Express协议所需的2.5Gbps速率，8B／10B编解码能从数据中可靠地提取时钟，实现时钟恢复，可以降低成本和难度，减少设计难度和周期。FPGA供应商专门针对PCI Express对FPGA中的模块和IP核进行了测试，保证了产品的兼容性。

但是目前市场上并没有出现PIPE Core的测试PCI Express设备和主机驱动程序之间交换数据的速度的具体的技术。而现有测速产品的测试速度不高，主机驱动程序和设备间的数据交换速度仅能达到150MBytes/s,并且测试主机驱动程序和设备之间交换速度的标准不同，测试结果不客观不正确。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种测试准确性高，测试速度快，测试客观性强，测试开销小的一种基于FPGA的PCI Express设备到主机的数据传输速度测试方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于FPGA的PCI Express设备到主机的数据传输速度测试方法，它包括以下步骤：

S1：对FPGA的传输层进行修改，在其中加入测试设备和主机之间数据传输速度的测速代码；

S2：设置一个设备写性能计数器；

S3：所述的测速代码读取所述的设备写性能计数器的计数值，并按以下方法计算设备到主机的数据传输速度：

S=V/(C/H)=V*H/（C/(P-1)*P)

其中，S为设备写数据的速度即设备到主机的数据传输速度，单位为Mbyte/s；V为设备从驱动内存读回的数据的字节数，单位为byte；C为设备性能计数器的计数值；H为设备的时钟的频率，单位为MHz；P为设备发出的数据包的个数。

所述的设备写性能计数器采用硬件语言描述程序设计。

所述的设备写性能计数器的宽度是32bit。

所述的设备写性能计数器的运行在内存空间，驱动程序只能读出不能写入。

所述的设备写性能计数器的加1的操作发生在是设备时钟信号的上升沿。

所述的设备写性能计数器加1的操作的允许条件是设备处于正常工作条件下和驱动程序设置设备要求设备向主机内存写数据的时刻以后。

所述的设备写性能计数器加1的操作的终止条件是设备处于正常工作条件下和设备按照驱动程序的要求向主机内存写完全部数据的时刻，此时设备写性能计数器不再计数，保持计数值不变。

所述的设备写性能计数器的清零条件只能是设备的整个发送接收状态机复位时，其他情况下计数值都会保持不变。

本发明的有益效果是：

（1）测试准确性高，本发明从开始传输到结束传输全程使用用设备的计数器，主机采用为windows操作系统而非实时操作系统，能勾准确检测数据传输速度；

（2）测试速度快，本发明在每次驱动程序设置设备写数据以后即可读出计数器的值，并立刻计算出传输的速度；

（3）测试客观性强，本发明计数期间不受主机及其他外部环境的影响；

（4）测试开销小，本发明只需要在设备上设计一个计数器即可完成数据传输速度的测试，不占用系统的资源。 

附图说明

图1为本发明流程图。

具体实施方式