接收模塊frame_check的RTL級模型圖如圖9所示：其中，RX_D為接收端接收的緩存于FIFO的數(shù)據(jù)，REsET為復(fù)位信號，RX_EOF_N為數(shù)據(jù)包幀尾的標(biāo)志，RX_SOF_N為數(shù)據(jù)包幀頭的標(biāo)志，TX_SRC_RDY_N為低時(shí)代表數(shù)據(jù)有效，USER_CLK為系統(tǒng)時(shí)鐘。fifo_out為數(shù)據(jù)緩存的輸出，ERROR _COUNT為系統(tǒng)檢錯輸出結(jié)果。因此在接收端接收模塊的時(shí)序圖如圖10所示。根據(jù)該時(shí)序圖可以確定接收時(shí)序，同樣，在AURORA協(xié)議末端，由于與下一級系統(tǒng)的速率可能不匹配，因此需要在接收末端加上一個FIFO做緩存，同樣其電路圖如圖11所示：根據(jù)RX_SRC_RDY_N生成FIFO的寫使能信號，該發(fā)送模塊設(shè)計(jì)完畢。

圖9 接收模塊 frame_check的RTL級模型圖

圖10 接收端接收模塊時(shí)序圖

圖11 匹配電路圖

3 測試分析

3．1 功能測試

在基本功能測試中，主要測試光纖模塊傳輸是否正確。由于光纖模塊共有A，B，C，D四個通道，對每個通道都要進(jìn)行讀／寫測試。將通道A作為數(shù)據(jù)發(fā)送端，通道B作為數(shù)據(jù)接收端，應(yīng)用光纖將A，B兩端進(jìn)行聯(lián)通，然后將應(yīng)用程序數(shù)據(jù)寫入A通道FIFO中，當(dāng)FPGA接收到到數(shù)據(jù)后，將A通道數(shù)據(jù)通過光纖傳輸?shù)酵ǖ繠接收緩存中，然后通道B將數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機(jī)，從而形成一個環(huán)路。比較發(fā)送和接受端的數(shù)據(jù)，可以驗(yàn)證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。同理可以將此方法應(yīng)用于四個通道中的任意兩個作為發(fā)送端和接收端，從而驗(yàn)證并測試傳輸功能。

3．2 性能測試

性能主要對其傳輸速度和傳輸誤碼率進(jìn)行測試。就傳輸速度而言，主要由FPGA控制，在其內(nèi)部設(shè)置了兩個初始值為0的計(jì)數(shù)器，在PCI-Express開始傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，F(xiàn)PGA開始計(jì)數(shù)讀／寫數(shù)據(jù)包和發(fā)送數(shù)據(jù)包的個數(shù)，然后每隔一段時(shí)間將計(jì)數(shù)值寫入兩個計(jì)數(shù)寄存器中，并將原有值替換，為了精確速率，可以縮短計(jì)數(shù)時(shí)間，并多次測試取平均值，就可得到傳輸瞬時(shí)速度。經(jīng)測試：PCI-Express接口的傳輸速度在600MB／ s，光纖傳輸在850 MB／s，滿足設(shè)計(jì)要求。對于誤碼率的測試，主要使用誤碼分析軟件對其誤碼性能進(jìn)行測量，設(shè)計(jì)由上位機(jī)和PCI-Express接口，光纖通道組成數(shù)據(jù)傳輸環(huán)路，通過不同的指令和要求驗(yàn)證傳輸正確性，當(dāng)數(shù)據(jù)包大小在4 Kb，8 Kb，16 Kb，32 Kb，測試數(shù)據(jù)長度分別為1 000 Kb，1 000 000 Kb，100000 000 Kb時(shí)，錯誤率都為0 b，誤碼率滿足設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)語

該設(shè)計(jì)系統(tǒng)以Virtex-5為核心構(gòu)建的平臺，對AURORA協(xié)議下串行傳輸系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。通過對核心問題的解決，將計(jì)算機(jī)與外部擴(kuò)展很好的結(jié)合，達(dá)到信號傳輸?shù)母咚?、穩(wěn)定的目的。實(shí)驗(yàn)證明，板卡設(shè)計(jì)的整體思路和核心方法的解決是完備的，并使得板卡的傳輸速率和穩(wěn)定性的到了較大的提高。