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嵌入式处理技术的快速发展,给高性能嵌入式系统的互连技术带来了严峻的挑战。RapidIO互连架构作为目前世界上第一个、也是唯一的嵌入式系统互连国际标准(ISO/IEC18372),满足了嵌入式基础设施在应用方面的广泛需要。基于RapidIO所体现的优越性以及对国内外发展及研究状况的分析比较,我们觉得在RapidIO的应用和开发都处于起步阶段的国内,尝试开发RapidIO互连IP核是一件有意义的事。
RapidIO是基于包交换的互连技术,可以实现器件之间的全双工“点对点”互连以解决由总线技术所引起的技术挑战。RapidIO串行协议分为三层:逻辑层、传输层和物理层。逻辑及传输层模块负责事务组包、拆包等功能;物理层模块负责数据包和控制符号的传送、流量控制和错误管理等功能。RapidIO架构通过提供带宽、软件独立性、容错性和短等待时间,满足更高的性能要求。本文侧重于物理层的协议分析和设计实现。
本文的主要工作和贡献如下:
1.作为项目“RapidIO互连IP核开发”的总结,给出RapidIO的整体框架,并对其中各个主要模块的功能和实现方式做简要阐述。
2.根据最新的RapidIO互连标准2.1版本,对串行物理层的协议进行梳理。
3.完成RapidIO串行物理层的设计。在协议层的实现上,给出了物理层数据流组合和拆分过程的实现方案,实现了“流量控制机制”和“错误检测与恢复机制”并得到验证。在PCS层的实现上,对协议提供的端口初始化过程做了修改尝试,在取得相同效果的情况下降低了端口初始化过程的时间。
4.给出了系统验证方案,通过XilinxISETM10.1 CORE Generator中自带的验证环境,在功能上验证了RapidIO互连IP核设计的正确性。