[发明专利]一种利用PCI主模式实现板卡间数据交互的方法

说明书

技术领域

本发明是一种利用PCI主模式实现同一PCI总线上不同测试板卡间数据交互的方法，涉及通信及测控领域。

背景技术

在许多航天产品测试后期，需要模拟实际环境进行试验。微波暗室可以提供纯净的电磁环境与转台，既满足产品全方位测试要求，同时通过其屏蔽作用可减少微波对人体伤害。但有些产品测试时要求数据交互实时性好,数据间延时小，例如可能需要将产品测试数据与转台信息同步组帧等。研究一种数据交互实时性好、性能稳定的硬件测试方案具有重要意义。

测试过程中的各设备间连接关系如图1(微波雷达暗室测试模型)所示：

如图1所示，整个微波雷达产品暗室测试过程中硬件设备包括：测试系统(包含异步RS-422板卡及光纤卡2)、测试产品(置于暗室转台上)、暗室转台(包含光纤卡1)。测试过程中，测试系统中422板卡与测试产品一直进行定时通信，通信数据中包含微波雷达测得的距离、方位、俯仰及角速度信息；光纤卡1与光纤卡2构成反射内存网络，二者通过光纤传输数据，几乎无时延，暗室转台实时将自身的角度信息更新至光纤卡1，光纤卡1再实时共享给光纤卡2，也就是说测试系统的光纤卡2中存储的是实时更新的转台角度信息。现在希望能够在每次异步422定时通信时，准确获取当前转台信息，即光纤卡2内的数据。422板卡和光纤卡2插于同一PCI机箱内，即共用一组PCI总线，两板卡数据源不同，数据收发机制也不同。前期测试中，通过PC机内软件分别对两板卡数据进行读取，通过软件内部机制进行数据同步(软件同步：软件内每次获取一帧异步422数据后，读取转台数据)，效果不理想，无法保证每次通信的422数据与当时的转台角度信息对应，二者之间有一定误差。因此，思考能否在硬件上将两组数据同步，即尽量减小二者之间的数据延时，保证测试准确性。综合考虑各项因素后，决定利用PCI主模式实现数据同步组帧的过程。

目前，PCI总线虽然广泛应用于现代电子测试测量领域，然而当前基于PCI总线的测试设备主要为应用PCI从模式的设备，这很大程度限制了测试设备的性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用PCI主模式实现板卡间数据交互的方法，通过PCI主模式减小同一PCI总线上不同板卡间数据交互或访问延迟，解决因上位机软件同步或组帧而造成的数据延时大，不稳定等问题。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种利用PCI主模式实现板卡间数据交互的方法，所述PCI主模式，是指PCI总线桥接芯片PCI9054作为PCI总线端数据传输的发起者，可主动申请总线使用及控制权；

所述方法的实现需要涉及两块板卡，即主模式板卡和从模式板卡；将主动发起数据传输的板卡称为主模式板卡，被动配合完成数据传输的板卡称为从模式板卡；基于PCI桥接芯片设计的主模式板卡通过硬件板卡内部程序或者逻辑控制桥接芯片完成PCI主模式数据传输，实现对PCI总线上板卡的访问；

所述方法的实现过程为：

步骤一、主模式板卡硬件设计

主模式板卡硬件包括主控芯片FPGA、桥接芯片PCI9054、缓存模块SRAM/SDRAM及各功能模块硬件电路(各功能模块的电路设计根据板卡具体功能而定)，主控芯片FPGA用于完成对桥接芯片PCI9054的控制进而实现主、从模式数据传输，同时主控芯片FPGA内部包含各功能模块相关控制程序或逻辑；桥接芯片PCI9054是本地总线端及PCI总线端硬件连接的桥梁，是PCI总线协议实现的主要芯片；缓存模块SRAM/SDRAM用于大数据量传输时作为板载内存使用；各功能模块可为数据收发、采集、存储模块；

主模式板卡在设计中应将主控芯片FPGA与桥接芯片PCI9054的ADS#、BLAST#及地址线LA这些信号相连的引脚分配为双向引脚，满足主、从模式下的不同方向要求；

对于从模式板卡，用于实现PCI访问，能够判断桥接芯片信号状态并完成对主模式访问时的地址进行译码，配合实现本地总线端数据读写；

从模式板卡硬件上应包含主控芯片、桥接芯片(或IP核)及相关功能电路；并且，其硬件程序或者逻辑能够判断桥接芯片信号状态并完成对主模式访问时的地址进行译码，配合实现本地总线端数据读写。从模式板卡采用现有技术中的板卡即可实现相应功能。

步骤二、主模式板卡FPGA内部逻辑设计