[发明专利]一种基于光纤的PCIe数据传输装置及方法

说明书

一种基于光纤的PCIe数据传输装置及方法，用于通过光纤将主板的复位信号和数据信号传输至一个及以上的PCIe设备，装置包括PCIe金手指、PCIe交换模块、PCIe中继模块和SFP+模块，其中：PCIe金手指用于将数据信号传输至PCIe交换模块，并将复位信号传输至SFP+模块；PCIe交换模块用于将数据信号分发至PCIe中继模块；PCIe中继模块用于对数据信号进行预加重处理和去加重处理，并将处理后的数据信号发送至其连接的SFP+模块；SFP+模块用于通过光纤将复位信号以及处理后的数据信号发送至其连接的PCIe设备。实现了利用光纤长距离传输PCIe的数据信号和复位信号，并且实现了多设备交换功能，可应用于万兆传输级别的数据获取系统。

技术领域

本公开涉及数据传输领域，具体地，涉及一种基于光纤的PCIe数据传输装置及方法。

背景技术

在高能物理、核物理实验等领域，数据获取系统需在短时间内采集大量数据，并将采集的数据传输至后端服务器。随着自然科学的飞速发展，高能物理实验与核物理实验在相同时间内采集到的数据越来越多，数据获取系统面临越来越大的数据传输压力，迫切需要高速、廉价、方便的读出方法。传统读出方法是将前端电学的数据传输至分布于机箱中的多个数据读出插件，并通过机箱的背板总线将数据汇总至机箱控制器，并经网络交换机将数据分发至服务器集群。传统读出方法中，机箱背板总线和机箱控制器的网络接口限制了数据传输速率，面对万兆级别的高速数据传输需求，传统读出方式往往采用多个机箱并行读出，为了读出速度而付出了成本和复杂性的代价。

PCI Express(PCIe)是新一代的总线接口技术规范，其单个传输通道的传输速率可达5GT/s，最高支持16个传输通道，然而，PCIe用于计算机主板或者机箱背板上，无法实现远距离传输。专利CN202889405U中公开了一种PCIe接口的延长系统，其使用同轴线缆传输PCIe复位信号，使用光纤传输PCIe数据，实现了PCIe接口的延长。但是，同轴线缆不利于长距离应用，并且其PCIe接口延长仅支持单个设备的连接，无法实现多个设备同时与主机通信。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种基于光纤的PCIe数据传输装置及方法，可以满足万兆以上带宽的传输需求，并且可以实现长距离传输，此外还支持多个设备的连接，以及可以灵活配置连接设备的数目和每个连接设备的链路宽度。

(二)技术方案

本公开提供了一种基于光纤的PCIe数据传输装置，用于通过光纤将主板的复位信号和数据信号发送至一个及以上的PCIe设备，包括PCIe金手指、PCIe交换模块、PCIe中继模块和SFP+模块，其中：所述PCIe金手指用于将所述数据信号传输至所述PCIe交换模块，并将所述复位信号传输至所述SFP+模块；所述PCIe交换模块用于将所述数据信号分发至所述PCIe中继模块；所述PCIe中继模块用于对所述数据信号进行预加重处理和去加重处理，并将所述处理后的数据信号发送至其连接的所述SFP+模块；所述SFP+模块用于通过光纤将所述复位信号以及所述处理后的数据信号发送至其连接的所述PCIe设备。

可选地，所述PCIe交换模块包括一个及以上的第一端口以及一个及以上的第二端口，所述第一端口连接至所述PCIe金手指，所述第二端口连接至所述PCIe中继模块。

可选地，所述主板生成有第一时钟信号，所述PCIe数据传输装置还包括时钟去抖模块和本地时钟模块，所述时钟去抖模块用于处理所述第一时钟信号并将其发送至所述第一端口，所述本地时钟模块用于生成第二时钟信号并将其发送至所述第二端口。

可选地，所述第一端口根据所述第一时钟信号接收所述PCIe金手指传输的数据信号，所述第二端口根据所述第二时钟信号接收所述第一端口分发的数据信号。

可选地，第二时钟信号的频率在100MHz-300ppm～100MHz+300ppm之间。