[发明专利]一种基于aurora协议进行FPGA板间高速互连的方法

摘要

本发明提供一种基于aurora协议进行FPGA板间高速互连的设计方法,数据处理传输过程：来自另一块板卡的光纤信号首先进入QSFP模块，然后在FPGA中通过Aurora协议提取数据，具体数据处理是，电信号进入FPGA的PMA，在PMA中进行数据的并串转换，进行数据和时钟恢复，然后数据流进入PCS中，在PCS中进行块同步，去扰码，补偿，最后解码，传递给FPGA逻辑单元进行使用，并传递给数据中心。数据发送过程：和接受数据是相反的过程，来自FPGA内部逻辑的数据，运用Aurora协议进行处理，处理过程是，数据进入到PCS中，进行编码，扰码等等，完成后，进入PMA中，进行串并转换后，发送到QSFP，在进行光电转换，等待另一终端的接收。

主权项

一种基于aurora协议进行FPGA板间高速互连的设计方法, 其特征在于两块板卡之间传输数据要达到240Gb／S的通讯速率，对硬件软件都是一个极大的挑战，整个设计中，aurora的数据收发是提高通讯速率的重点，具体步骤如下：1）数据接收处理传输过程：来自另一块板卡的光纤信号首先进入QSFP模块，然后在FPGA中通过aur ora协议提取数据，具体数据处理是，电信号进入FPGA的PMA，在PMA中进行数据的并串转换，进行数据和时钟恢复，然后数据流进入PCS中，在PCS中进行块同步，剔除扰码，补偿，最后解码，传递给FPGA逻辑单元进行使用，并传递给数据中心，AURORA接收过程如下：在生成AURORA IP CORE时，同时生成了一个基于AURORA协议的例示程序，因此，要实现基于AURORA协议的光纤通信，在发送端只需要在frame_gen_i模块将要发送的数据打包，然后通过AURORA模块发送出去，考虑到上一级传输数据速率会与AURORA传输的时钟频率不同，因此在发送端需要建立一个FIFO来做缓冲器，同样在AURORA协议中，要实现对数据的接收，只需在接收模块frame_check中对接收的代码加以修改，增加自己所需要的内容，完成对数据的解码提取，剔除冗余信息，并完成数据的缓存；2）数据发送过程：和数据接收过程是相反的过程，来自FPGA内部逻辑的数据，运用Aur ora协议进行处理，处理过程是，数据进入到PCS中，进行编码，剔除扰码，完成后，进入PMA中，进行串并转换后，发送到QSFP，在进行光电转换，等待另一终端的接收，在接收模块frame_check的RTL级模型中，RX_D[0：(64n‑1)]为接收端接收的缓存于FIFO的数据，RX_EOF_N为数据包帧尾的标志，RX_SOF_N为数据包帧头的标志，RX_SRC_RDY_N为低时代表数据有效，RX_REM[0：r(n)]记录最后的传输数据的线程，根据接收端接收模块的时序图确定接收时序，同样，在AURORA协议末端，由于与下一级系统的速率可能不匹配，因此需要在接收末端加上一个FIFO做缓存。