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光电经纬仪中,相机获取的高速图像数据需要传输到显示分系统进行显示。数据进入显示分系统的数据采集卡后,数据采集卡需要通过高速接口传输相机图像数据到PC机内存中用于显示。高速接口技术目前采用较多的是PCI总线技术以及其继承者PCI Express总线,但PCI Express由于其优越性应用已经日趋广泛。目前可以采用专用芯片和FPGA来实现PCI Express接口。现有工程PEX8311芯片只支持Xl通道,传输速率理论值最大为256MB/S,然而工程中双路光纤具有更高数据实时峰值速度。基于FPGA的Xilinx IP核的PCI Express接口技术,其可以根据需要进行X1、X4、X8的链路配置,在X8链路下的理论速度为2GB/S,所以研究其工程实现方法和应用非常必要,不仅能够解决当前项目的问题,对今后项目的开发也有一定的参考价值。 本文基于工程实现需要,采用Xilinx的V5系列FPGA中的PCI ExpressIP核,进行了基于FPGA的PCI Express接口数据通路的硬件逻辑设计,包括了自定义协议的光纤数据图像接收解码模块,基于MPMC的NPI接口的内存数据缓存模块,PIP模式和DMA模式下的PCI Express接口数据传输逻辑模块。编写了WDM框架的驱动程序,用于PCI Express接口下的DMA数据传输控制。为了测试PCI Express接口数据传输性能,编写了应用程序界面用于图像数据的显示和PCI Express传输速率的测量。最后,搭建了图像采集系统X1链路实验平台,经过测试,传输速度在90MB/S至100MB/S之间,如平台扩展到X8链路就能够满足工程的要求。