基于FPGA的SCI节点的研究与实现

国家863项目“飞行控制计算机系统FC通信卡研制”的任务是研究设计符合CPCI总线标准的FC通信卡，本课题是这个项目的进一步引伸，用于设计SCI接口，以实现环上多计算机系统间的高速串行通信。 本文以此项目为背景，对基于FPGA的SCI节点进行研究与实现。论文先概述SCI协议和SCI节点模型。SCI协议是一种可支持高性能多处理器，一致性内存共享，高度可扩展的互联标准；SCI节点模型包含发送和接收存储器、旁路FIFO、地址解码、多路复合和高速串行通信接口等。接着详细介绍利用FPGA上的资源如何在嵌入式开发工具EDK中实现SCI节点模型。利用FPGA上的块RAM实现发送和接收存储器；设计一个同步FIFO实现旁路FIFO；利用FPGA内嵌的RoeketIO高速串行收发器实现主机之间的高速串行通信，并利用Aurora IP核实现了Aurora链路层协议；地址解码和多路复合分别被实现在控制逻辑中；最后采用OPB-PCI桥接核实现了CPCI接口逻辑。 本课题采用SOPC方案来实现FPGA逻辑设计。采用Verilog硬件描述语言实现旁路FIFO；采用VHDL硬件描述语言来实现Aurora链路层模块。在Xilinx ISE中分别实现旁路FIFO和Aurora模块的功能及时序仿真；最后在EDK中实现整体设计，下载到开发板上，并利用ChipSeope Pro虚拟逻辑分析仪对设计进行验证。本课题设计完成的SCI接口在Windows 2000操作系统下在两台主机A和B间进行通信，两机A->B直接传输速率目前为3.4MB/s；通过FIFO转发A->B->A的传输速率目前为0.88MB/s。

点击标签浏览更多相关技术资料资源：