基于FPGA的高速光纖傳輸卡

朱 琛，崔 鐳，邵春偉，王小龍

（中國電子科技集團公司第五十八研究所，江蘇無錫 214072）

1 引言

隨著現代通信技術的飛速發展，光纖通訊得到了廣泛應用。光纖通訊是一種利用光與光纖傳遞資訊的方式，具有頻帶寬、損耗低、傳輸數據量大等優點，因而應用越來越多，其發展也日趨成熟。在業內公司中，安捷倫在數據采集與測量方面都處于技術領先地位，安捷倫公司推出的U1080A系列高速數據采集卡，其配備的MR0LI2類型的光模塊有12路并行光通路，每條通路的傳輸率可以達到2.7 Gbit/s，最大傳輸速率可以達到30 Gbit/s[1]。美國內達華州的4DSP公司致力于開發堅固的高性能數據處理板卡用于滿足軍事、航空航天等科學應用的具體要求。4DSP開發的FM482數據處理板支持1 Gbit/s的采樣率，8 bit位輸出的數據采集卡；在數據傳輸方面，板卡可以通過光纖連接遠端主機處理系統或者數據存儲系統，共有4條光纖傳輸通路，每條光纖通路的最大傳輸速率2.5 Gbit/s[2]。光纖數據采集技術最先在國外發展起來，國內近些年也開始慢慢發展起來，但技術還不夠成熟，尤其在一些軍工領域缺乏運用。

本文設計實現了一種基于FPGA的高速光纖傳輸卡，將雷達數據有效快速地通過光纖傳輸到FPGA傳輸卡上，再通過PCI Express接口發送到PC機上。

2 系統組成

總體設計如圖1所示。本系統選用了Xilinx公司的XC7K325T進行邏輯設計。采集數據經由光纖模塊傳輸進入FPGA中并緩存在大容量DDR3 SDRAM中，通過總線DMA的控制，將數據通過X4通道的PCI Express協議以不低于320 MB/s的速度傳輸到主機的存儲設備。……