雷达技术的不断发展，需要对大容量的数据进行实时的处理，这就对通信速率提出了很高的要求。本设计将作为一个大型雷达信号处理系统与外部的数据接口板，实现数据的高速记录与回放。板上集成的4个光口，有效数据传输率理论上可达到10gbit／s，能够充分满足系统对通信速率的要求。

rocket io简介

　　rocket io为xilinx公司的virtex ii pro及virtex iv系列fpga中的一个内嵌模块。它是一种高速的串行收发器，采用两对差分对来进行数据的发送和接收，可以实现两个单工或一对全双工的数据传输。通信码率可以达到600mbit／s～3.125cbit／s。rocket io收发器发送和接收串行差分信号，工作于2.5v的直流电压下，采用cml(current mode logic)模式，内部带有50ω或75ω的匹配电阻。rocket io采用了预加重技术，可以补偿传播媒质中的高频损耗。

　　rocket io包括pma(physicalmedia attachment)和pcs(physicalcoding sublayer)两个子层。其中pma子层中集成了serdes，发送和接收缓冲，时钟发生器及时钟恢复电路。serdes是一个串并转换器，负责fpga中本地的32位并行数据(也可以是16位或8位)与rocket io接口的串行数据之间的转换。采用串行数据收发，可以在高频条件下很好的避免数据间的串扰。时钟发生器及时钟恢复电路用于将时钟与数据绑定发送及将时钟从接收到的数据流中恢复出来，从而避免了在高速传输条件下时钟与数据分开传输所带来的时钟抖动等问题。

　　pcs子层负责8b／10b编码解码和crc校验，并集成了负责channel绑定和时钟修正的弹性缓冲。8b／10b编码可以避免数据流中出现连0连1的情况，便于时钟的恢复。channel绑定通过在发送数据流中加入p字符来将几个rocketio通道绑定成一个一致的并行通道，从而来提高数据的吞吐率。最多支持24个通道的绑定。弹性缓冲可以解决恢复的时钟与本地时钟的不一致问题，并进行数据率的匹配，从而使得channel绑定成为可能。对rocket io模块的配置，可以通过下面两种方式进行：静态特性可以通过hdl代码设置；动态特性可以通过rocket io的原语端口进行配置。

系统方案介绍

　　该光纤数据传输板基于pci总线规范和pmc接口规范。

光纤数据传输板组成

　　光纤数据传输板上集成3个光口，每个光口对应1个rockelio收发器。另有一个rocket io连接到pmc的pn4上，以便通过母板提供与背板上其他设备进行高速串行通信的通道。光口收发模块采用lnl-stllh。

　　光纤数据传输板上的数据存储采用micron公司的synchronousdram mt48lc32m16a2，每片容量512mh，共4片。4片sdram由4套独立的地址数据总线连入fpga，从而可以实现4片sdram读写的独立工作。对于光口数据在sdram中的存放方式，可以通过fpga中的代码灵活没置，因此大大增加了系统的通用性。

　　pci桥芯片采用quick logic的5064，可以在local bus端达到最高100mhz的时钟速率。本系统中应用66m／64bit的pci总线标准。该芯片带有pci core可以在pci总线端实现master和slave两种模式，而芯片的localbus部分是可编程的，可以实现与fpga的无缝连接，本设计中local bus部分采用80mhz的时钟。ql5064中的数据发送和接收fifo可以对数据进行缓冲，从而匹配两端的速率。

　　本系统的核心为xilinx公司的virtex ii pro系列 fpgaxc2vp20。对fpga型号的选择主要基于对user io数量和rocketio数目的考虑。该款fpga带有8个rocket io，可以与光纤模块进行无缝连接。fpga内部的功能模块包括sdram控制器，与ql5064交互的控制模块及两个与ql5064进行通信所用的fifo(分别用于数据的发送和接收)，3个rocket io控制器，每个rocketio控制器中包括一个rx fifo和一个tx fifo。

　　板内数据存储及流动方式

　　光纤数据传输板可以工作于如下几种模式：

　　光纤数据记录模式

　　三个光口的数据经由fpga和ql5064直接传送到pci总线上，仔放到主机的存储空间上。三个光口之间可以独立工作。

光纤数据回放模式

　　主机将数据通过pci总线传送到光纤板上，经过ql5064和fpga，从三个光口发送出去。同样，三个光口是独市的。

经过板内缓冲的数据记录模式

　　光口数据先存储在板内的sdram中， 再经由fpga和5064传送到pci总线上，从而将数据存储到主机的存储空间中。三个光口可以同时工作，每个光口的最高波特率为2gbit／s。

经过板内缓冲的数据回放模式

　　主机端发送来的数据通过pci总线，经由5064和fpga存储到sdram上，再经由光口发送出去。三个光口可以同时工作，每个光口的最高波特率为2gbit／s。

　　以上四种工作模式，可以任选其中的一种或几种，因此该光纤数据传输板具有了较强的通用性，可以被灵活的应用于不同的场合。

rocket io的实现

fpga中的rocket io控制模块

　　在fpga中实现对三个rocket io的控制，3个rocketio可以独立工作