[发明专利]一种基于FPGA堆叠的多通道高带宽数据交换方法

摘要

本发明提供了一种基于FPGA堆叠的多通道高带宽数据交换方法，该方法使用的设备包括切换板卡、M个输入板卡、K个输出板卡和同步控制板卡，方法具体包括以下步骤：1)所述的M个输入板卡中的每一个数据封装单元根据数据封装协议，对每路数据输入信号的数据流封装打包处理；2)所述的数据切片及分发单元用于将数据封装单元发来的每个数据包均分为N份分别传输给N个FPGA数据切片交换单元；……；5)数据发送单元根据与输入板卡相同的数据封装协议，将数据切片重组单元发来的数据包去掉包括报文头的封装信息后恢复为原始的数据信号输出。本发明的数据交换方法突破了受限于单芯片端口规模导致总端口规模受限的瓶颈，结构简单合理，也极大地提升了单端口带宽和传输效率。

主权项

1.一种基于FPGA堆叠的多通道高带宽数据交换方法，其特征在于，该方法使用的设备包括切换板卡、M个输入板卡、K个输出板卡和同步控制板卡，所述的切换板卡用于将输入的视频信号进行交换传输，包括N个FPGA数据切片交换单元，每个FPGA数据切片交换单元具有M个SERDES接收端口和K个SERDES发送端口，所述的输入板卡包括数据切片及分发单元和分别与数据切片及分发单元连接的N个数据封装单元，每个数据封装单元与一路数据输入信号连接，所述的数据切片及分发单元具有通过SERDES传输线路分别与N个FPGA数据切片交换单元连接的N个SERDES发送端口，所述的输出板卡包括数据切片重组单元和分别与数据切片重组单元连接的N个数据发送单元，每个数据发送单元用于输出一路数据信号，所述的数据切片重组单元具有通过SERDES传输线路分别与N个FPGA数据切片交换单元连接的N个SERDES接收端口，所述的同步控制板卡包括分别与每个FPGA数据切片交换单元、数据切片及分发单元和数据切片重组单元连接的同步单元和控制单元，该方法具体包括以下步骤：1)所述的M个输入板卡中的每一个数据封装单元根据数据封装协议，对每路数据输入信号的数据流封装打包处理后，传输给对应的数据切片及分发单元；2)所述的数据切片及分发单元用于将数据封装单元发来的每个数据包均分为N份分别传输给N个FPGA数据切片交换单元，数据切片和分发单元接收来同步控制板卡的周期性同步信号，并根据此信号对发送给FPGA数据切片交换单元的SERDES数据进行对齐处理；3)所述的N个FPGA数据切片交换单元接收同步控制板卡的周期性同步信号并根据此信号确定SERDES数据流里的切片位置，然后根据控制单元配置的统一切换表，完成视频信号的交换传输，重组成SERDES数据流发送给输出板卡；4)所述的K个输出板卡中的每个数据切片重组单元接收来自N个FPGA数据切片交换单元的N路SERDES数据，根据同步控制板卡的周期性同步信号确定SERDES数据流里的切片位置，数据切片重组单元对N个数据切片重组成数据包，然后将重组成的数据流发送给对应的数据发送单元；5)数据发送单元根据与输入板卡相同的数据封装协议，将数据切片重组单元发来的数据包去掉包括报文头的封装信息后恢复为原始的数据信号输出。