[发明专利]一种提高矢量网络分析仪数据传输速率的系统及方法

说明书

本发明公开了一种提高矢量网络分析仪数据传输速率的系统及方法，包括：CPU模块、DSP模块和FPGA模块；所述DSP模块与FPGA模块连接，所述CPU模块通过PCIE总线链路分别与DSP模块和FPGA模块实现全双工的高速数据通信；CPU模块根据用户需求以及CPU内的线程调度，判断需要访问的PCIE设备是DSP模块还是FPGA模块，然后通过PCIE总线对需要访问的PCIE设备进行快速访问。本发明有益效果：将矢量网络分析仪内部总线的分时复用、共享带宽结构变更为点对点拓扑结构，仪器的主机与每一个PCIE设备均具有单独的通信链路，每个PCIE设备都可以独享带宽，有效提高了矢量网络分析仪的总线带宽，同时降低了仪器内部控制器的仲裁逻辑的复杂度。

技术领域

本发明涉及一种提高矢量网络分析仪数据传输速率的系统及方法。

背景技术

PCI总线是一种33MHz@32bit或者66MHz@64bit的并行总线，总线带宽范围为133MB/S到533MB/S。PCI主机和PCI总线上的所有设备共享一组通用的地址、数据和控制线，所有设备共享总线带宽，这决定了在同一时刻只能有一个设备占用总线并与主机通信，其他设备在此期间只能等待总线的释放。

随着矢量网络分析仪应用解决方案的日益复杂化，越来越多的场合要求矢量网络分析仪能够对被测件进行高速率、大带宽的测量。而现有的矢量网络分析仪内部数据传输采用PCI总线，其低速的并行架构导致无法满足系统内部进行大量数据的快速读写要求，PCI总线也因此成为系统数据传输速率提升的瓶颈。

目前国内外现有矢量网络分析仪主要存在以下缺点：

1)目前的台式矢量网络分析仪使用的PCI总线在连接多个设备时，需要采用地址线和数据线时分复用的设计方式，每个设备需要向主机发起占用总线带宽的请求并得到主机应答后才能占用总线，导致总线的有效带宽大幅降低，传输速率变慢；而且PCI总线的时钟被限制在多个外设中的最慢的外设，这严重制约了总线上的高速外设性能的发挥，总线扩展性差；

2)PCI总线在每一个时刻只能进行单向的数据传输，数据的发送和接收需要分时进行，增加了等待时间，导致数据传输速率慢；

3)矢量网络分析仪采用的PCI总线是并行架构，其并行的数据线和地址线数量较多，从而使得仪器内部通信接口的引脚数量多，系统硬件连接较复杂，因此硬件制造成本较高。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提出了一种提高矢量网络分析仪数据传输速率的系统及方法，基于PCI Express(以下简称PCIE)总线技术的点对点拓扑结构，使矢量网络分析仪具备了更高的数据传输速率和更大的总线带宽，以适应用户对快速测量的要求。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明公开了一种提高矢量网络分析仪数据传输速率的系统，包括：CPU模块、DSP模块和FPGA模块；所述DSP模块与FPGA模块连接，所述CPU模块通过PCIE总线链路分别与DSP模块和FPGA模块实现全双工的高速数据通信；

所述FPGA模块接收数字中频信号并进行数字信号处理，并将处理结果传送至DSP模块，所述DSP模块对数字信号处理结果进行浮点运算；

所述CPU模块根据用户需求以及CPU内的线程调度，判断需要访问的PCIE设备是DSP模块还是FPGA模块，然后通过PCIE总线对需要访问的PCIE设备进行快速访问。

进一步地，所述DSP模块和FPGA模块均包括：存储单元，具体为片内RAM以及片外的DDR3内存条；所述DDR3内存条分别用来存取DSP模块和FPGA模块各自的数据处理结果以及中间变量。

进一步地，所述DSP模块与FPGA模块之间通过Rapid IO总线和通用可编程的GPIO接口连接。