[发明专利]一种基于FPGA的光纤通道适配器及数据传输方法

权利要求书

1.一种基于FPGA的光纤通道适配器，其特征在于：基于PCI Express总线架构，包括FPGA主控芯片，光纤模块和光纤，所述FPGA主控芯片是整个通信系统的控制中心，负责完成高速数据的发送和接收；所述光纤模块是高速数据的传输媒介；所述FPGA主控芯片选用1组64位DDR3 SDRAM作为高速缓存；板卡具有光耦隔离输入、输出数字离散IO，板载1片32MbyteSPI Flash，用于存储少量参数信息。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的光纤通道适配器，其特征在于：板载1片128MbyteFlash，用于FPGA主控芯片的加载；所述64位DDR3 SDRAM用于实现高速数据缓存，为高速数据传输提供大容量的缓存。

3.根据权利要求1或2所述的基于FPGA的光纤通道适配器，其特征在于：所述光纤模块用于完成系统数据的光电、电光信号转换，通过光纤进行数据传输，光纤模块提供10G的光纤或以太网数据收发能力。

4.根据权利要求3所述的基于FPGA的光纤通道适配器，其特征在于：所述光纤模块对外接口选用10Gbps SFP+光纤收发器，SFP+光纤收发器作为系统通信的接口通过笼子尾部的连接器与FPGA主控芯片数据处理系统进行数据的交互。

5.根据权利要求1～4所述的基于FPGA的光纤通道适配器的数据传输方法，其特征在于：包括高速数据发送和高速数据接收两部分；所述高速数据发送是指从BRAM中读取高速数据，然后打包数据成帧实现实时发送到光纤模块中，经电光信号转换后经光纤发送到接收端；所述高速数据接收是指光纤模块接收光信号后，经光电信号转换送回FPGA主控芯片，FPGA主控芯片去掉数据中的冗余位，提取出原始的高速数据。

6.根据权利要求5所述的基于FPGA的光纤通道适配器的数据传输方法，其特征在于，所述高速数据发送过程，具体包括以下步骤：

(1)检测内部发送状态，判断缓冲区是否有数据待发送；当发送数据准备好之后，将发送控制寄存器中表示允许发送位置设置为有效；

(2)发送控制逻辑将一帧数据重新封装，添加帧头和帧尾，并转换成并行数据送出，同时设置FPGA主控芯片标志位；

(3)FPGA主控芯片将并行数据转换成为串行数据，通过电光信号转换后发送到光纤传输。

7.根据权利要求6所述的基于FPGA的光纤通道适配器的数据传输方法，其特征在于：所述步骤(1)中，若通过异步FIFO发现有缓冲区，则向内部发送缓冲区写数据，数据宽度为8位，同时在发送缓冲区最前面写入需要发送数据的个数。

8.根据权利要求7所述的基于FPGA的光纤通道适配器的数据传输方法，其特征在于：所述步骤(2)中，重新封装的数据转换成FPGA主控芯片需要的8位并行数据后送出。

9.根据权利要求6所述的基于FPGA的光纤通道适配器的数据传输方法，其特征在于：所述高速数据发送过程，具体包括以下步骤：

(1)光纤模块接收光纤数据后，将光纤数据通过光电信号转换后，将串行数据转换为8位并行数据；

(2)接收控制逻辑将一帧数据解封，去掉帧头和帧尾，并转换成FPGA主控芯片需要的8位数据接收，同时设置FPGAFPGA主控芯片标志位。