基于RocketIO接口的高速互連應(yīng)用研究與實(shí)現(xiàn)
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2．1 應(yīng)用RapidIO協(xié)議買現(xiàn)板間互連
RapidIO是一種基于高性能包交換的開放式互連技術(shù)，主要功能是完成系統(tǒng)內(nèi)部芯片到芯片和板到板之間的高速傳輸數(shù)據(jù)，能夠提供高帶寬、低時延、軟件獨(dú)立和高容錯性的數(shù)據(jù)傳輸解決方案。同時支持點(diǎn)對點(diǎn)或點(diǎn)對多點(diǎn)的通信、DMA操作、消息傳遞模式交換數(shù)據(jù)以及多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等功能。
RapidIO采用3層分級體系結(jié)構(gòu)，分別為物理層、傳輸層、邏輯層。物理層規(guī)范在整個分級結(jié)構(gòu)的底部，包括器件級接口的細(xì)節(jié)，如包傳輸機(jī)制、流量控制、電氣特性和低級錯誤管理。傳輸層規(guī)范在中間層，定義RapidIO地址空間和在端點(diǎn)器件間傳輸包所需的路由信息。邏輯層規(guī)范定義全部協(xié)議和包的格式，它們?yōu)槎它c(diǎn)器件發(fā)起和完成事物提供必要的信息。
RapidIO串行物理層，通常稱為串行RapidIO，是針對板上或通過背板的器件間的電氣連接。串行物理層定義器件間的全雙工串行鏈路，在每個方向上使用單向差分信號。RapidIO串行物理層實(shí)現(xiàn)鏈路訓(xùn)練、鏈路初始化，支持RapidIO器件間的包傳送，包括包和控制符號的傳送、流量控制、錯誤管理和其他器件到器件的功能。RapidIO物理層核與RocketIO收發(fā)器連接邏輯結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/149180.htm
由于RapidIO邏輯層包被定義為一連串的比特，并且與物理層實(shí)現(xiàn)無關(guān)，所以RapidIO協(xié)議在串行與并行接口，銅線與光纖介質(zhì)下都能正確工作。
其RapidIO串行物理層有如下特征：
(1)采用8 b／10 b編碼方案將發(fā)送時鐘嵌入到數(shù)據(jù)中。
(2)在每個方向上支持一個串行差分對或支持4個并列的串行差分對。
(3)使用專用的8 b／10 b碼(稱為K碼)來管理鏈路，管理流量控制、包定界和錯誤報(bào)告。
(4)支持每通道1．25 Gb／s，2．5 Gb／s和3．125 Gb／s波特率(數(shù)據(jù)速率分別為1．0 Gb／s，2．0 Gb／s和2．5 Gb／s)的傳送速率。
2．2 應(yīng)用Fibre Channel協(xié)議實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間互連
光纖通道技術(shù)是綜合計(jì)算機(jī)通道和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)概念提出的一個不同于傳統(tǒng)的通道和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的互連方案，采用通道技術(shù)控制信號傳輸，使用仲裁或交換方式處理共享沖突，并采用了基于信用的流量控制策略。
Fibre Channel模型分為5層，分別為：FC-0，F(xiàn)C-1，F(xiàn)C-2，F(xiàn)C-3和FC-4。FC-0層定義了連接的物理端口特性，包括介質(zhì)和連接器、驅(qū)動器、接收機(jī)、發(fā)射機(jī)等的物理特性、電器特性和光特性、傳輸速率以及其他的一些連接端口特性。在本設(shè)計(jì)中，F(xiàn)C-0層處理由光電收發(fā)器實(shí)現(xiàn)光信號與電信號轉(zhuǎn)換；FC-1層是信號編碼和解碼層，F(xiàn)C-1層處理由FPGA的RocketIO完成串并／并串轉(zhuǎn)換、8 b／10 b編解碼、有序集及位同步等；FC-1層使用8 b／10 b編碼方式，這意味著每傳輸10 b數(shù)據(jù)，實(shí)際得到8 b的有效數(shù)據(jù)，其他兩位是冗余位。信號可以被編碼成2種字符集：K字符集(特殊的控制信號和命令)和D字符集(普通數(shù)據(jù))。FC-2層是幀協(xié)議層，是FC用來識別、解釋和處理FC網(wǎng)絡(luò)信息流的核心層。FC-2層規(guī)定信息單元的組成格式、原語序列協(xié)議、端口類型、服務(wù)類型、數(shù)據(jù)的分段與重組、流量控制、差錯恢復(fù)策略、節(jié)點(diǎn)初始化、節(jié)點(diǎn)的注冊和節(jié)點(diǎn)的注銷等功能。FC-0，F(xiàn)C-1和FC-2層這3層共同組成了FC物理層。FC-3層是FC的公共服務(wù)層，定義了如帶寬頻率分片、搜索組和多播等通用服務(wù)。FC-4：該層是FC協(xié)議模型的最高層，在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，使用了匿名簽署消息傳輸協(xié)議(FC-AE-ASM)來滿足系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的傳輸需要。
在FC核的嵌入式應(yīng)用中。使用一個或2個RocketIO收發(fā)器來提供1 Gb／s，2 Gb／s或4 Gb／s的接口速率，利用FPGA中的8 b／10 b編解碼器、CRC產(chǎn)生和校驗(yàn)單元以及接收彈性緩沖進(jìn)行設(shè)計(jì)。FC核內(nèi)部提供了32 b寬的Client接口，F(xiàn)C幀數(shù)據(jù)采用32 b／s訪問。FC核的時鐘在配置時已固定，分別可采用53．125 MHz和106．25 MHz。
FC核與RocketIO收發(fā)器連接邏輯結(jié)構(gòu)框圖如圖4所示。
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