[发明专利]一种基于PCIE的高速数据传输系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于PCIE的高速数据传输系统及方法，所述高速数据传输系统包括主机、FPGA模块以及PCIE总线，所述PCIE总线用于连接主机与FPGA模块之间的快速通讯，所述主机、FPGA模块均带有插接PCIE总线的PCIE接口，所述主机为PCIE总线的主端，FPGA模块为PCIE总线的从端，用以对DMA的完成读写操作。本发明的高速数据传输系统及方法，在主机和FPGA模块之间主控DMA、地址映射、中断等，提高了数据传输的速度且保证了数据传输的可靠性，可应用在一些与主机进行高速数据交互的设备，如数据采集卡、FPGA加速卡等。

技术领域

本发明涉及数据处理系统和方法，属于计算机技术领域，尤其涉及一种基于PCIE的高速数据传输系统及方法。

背景技术

随着计算机技术和信息技术的不断发展，现有的一些数据传输系统的速度已经无法满足通信系统和数据采集系统等对数据传输速度的要求。

PCIE总线作为新一代的数据传输总线，采用端对端、差分串行的方式进行数据传输，这种传送方式在功耗、速率、可靠性等方面具有较好的优势。

主机与各种数据模块、FPGA模块之间，常需要高速而精确的数据传输，以满足数据交换和处理等要求，而现有技术中传统的数据传输系统往往无法实现这一要求，因此可以结合PCIE总线技术，对数据传输速度要求较高的设备间通讯进行有效创新和完善。

如中国专利(授权公告号CN103984646B)公开了“一种基于PCIE数据传输的存储系统设计方法”，其内容包括：将服务器主板的CPU PCIE2.0接口引出作为数据交换通道，每16个PCIE通道作为一组对应一个物理地址端口使用；将这 16个PCIE传输通道信号进行四路分支，并分别对应四个虚拟地址形成虚拟PCIE 地址通道；将虚拟PCIE地址通道连接至存储FLASH控制器的输入端，存储FLASH 控制器将PCIE协议直接进行解码，并将数据直接分配存储到FLASH颗粒中；读取操作时，存储FLASH控制器将FLASH中的数据进行PCIE编码，并将数据直接放到虚拟PCIE地址通道中，实现整个PCIE链路的高速、低延迟的数据传输。

发明内容

本发明提供一种基于PCIE的高速数据传输系统及方法，用于解决现有技术中的问题。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种基于PCIE的高速数据传输系统，包括主机、FPGA模块以及PCIE总线，所述PCIE总线用于连接主机与FPGA模块之间的快速通讯，所述主机、FPGA模块均带有插接PCIE总线的PCIE接口，所述主机为PCIE总线的主端，FPGA模块为PCIE总线的从端，用以对DMA的完成读写操作。

如上所述的一种基于PCIE的高速数据传输系统，所述FPGA模块包括主控 DMA单元、地址和数据总线、控制和状态寄存器、中断控制器、双端口存储器，主控DMA单元与双端口寄存器通讯连接，地址和数据总线一端连接FPGA模块的PCIE接口，另一端分别连接主控DMA单元、控制和状态寄存器；主控DMA 单元读写操作完成或传输过程中出现错误后，所述中断控制器用于控制PCIE总线产生MSI中断。

如上所述的一种基于PCIE的高速数据传输系统，所述FPGA模块为数据采集卡或FPGA加速卡。

本发明提供了一种基于PCIE的高速数据传输方法，包括如权利要求1-3的高速数据传输系统，所述高速数据传输方法包括如下步骤：

S1.所述主控DMA单元读写操作操作前，主机、FPGA模块之间通过PCIE总线连接并配置，以建立正确的链接通路；

S2.主机发送DMA读或写命令，与驱动程序交互生成相应的数据包，发送给 FPGA模块进入控制和状态控制寄存器中；

S3.根据控制和状态寄存器中的内容，对主控DMA单元进行配置，主机向 FPGA模块返回数据包；