基于FPGA的SCI高速串行通信接口的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、本項(xiàng)目是廈門(mén)大學(xué)計(jì)算機(jī)系與清華大學(xué)智能技術(shù)與系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室合作的國(guó)家軍工863項(xiàng)目-飛控計(jì)算機(jī)通訊卡子課題的進(jìn)一步引伸。 SCI協(xié)議是一種可支持高性能多處理器，一致性?xún)?nèi)存共享，高度可擴(kuò)展的互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)。無(wú)論是在小型系統(tǒng)還是大規(guī)模并行系統(tǒng)中，SCI都能體現(xiàn)其優(yōu)越性。因?yàn)镾CI接口能將所有功能模塊集成在單塊集成電路中，極大的降低系統(tǒng)成本，因而比總線(xiàn)結(jié)構(gòu)更具有優(yōu)勢(shì)。SCI支持多種不同的配置方案，從簡(jiǎn)單的環(huán)到多層交換網(wǎng)絡(luò)；相鄰節(jié)點(diǎn)間采用

2、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的單向鏈路，簡(jiǎn)化物理實(shí)現(xiàn)；SCI支持事務(wù)的并發(fā)處理，極大提高系統(tǒng)效率。另外，SCI采用64位固定尋址模式，一個(gè)系統(tǒng)可支持的節(jié)點(diǎn)數(shù)高達(dá)64K。由于一個(gè)節(jié)點(diǎn)又可以包括多個(gè)處理器，因而這種尋址模式足以支持今后的超大規(guī)模并行系統(tǒng)的升級(jí)。 本論文的重點(diǎn)之一是對(duì)SCI協(xié)議進(jìn)行分析與研究。對(duì)協(xié)議中定義的節(jié)點(diǎn)類(lèi)型，鏈路類(lèi)型，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，各種數(shù)據(jù)包的格式，事務(wù)，包的編碼解碼，CRC校驗(yàn)，尋址模式，系統(tǒng)初始化，和分配協(xié)議等幾個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)介紹與

3、分析。另一個(gè)重點(diǎn)是在FPGA芯片上設(shè)計(jì)基于SCI協(xié)議的高速串行通信接口模型，并對(duì)整個(gè)方案進(jìn)行仿真測(cè)試。結(jié)果證明該接口設(shè)計(jì)方案確實(shí)合理可行，為下一步工作奠定了基礎(chǔ)。 另外，簡(jiǎn)單介紹了基于FPGA的數(shù)字電路設(shè)計(jì)基本原理和相關(guān)的開(kāi)發(fā)工具。 最后，介紹了SCI協(xié)議在實(shí)時(shí)性功能上的局限性，以及目前正在研究中的SCI實(shí)時(shí)性擴(kuò)展技術(shù)。主要分析了IEEE正在研究制定的DFC協(xié)議。并針對(duì)SCI協(xié)議在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的應(yīng)用和DFC擴(kuò)展協(xié)議提出了觀