基于FPGA的SCI高速串行通信接口的研究與設(shè)計.pdf

1、本項目是廈門大學(xué)計算機系與清華大學(xué)智能技術(shù)與系統(tǒng)國家重點實驗室合作的國家軍工863項目-飛控計算機通訊卡子課題的進一步引伸。 SCI協(xié)議是一種可支持高性能多處理器，一致性內(nèi)存共享，高度可擴展的互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)。無論是在小型系統(tǒng)還是大規(guī)模并行系統(tǒng)中，SCI都能體現(xiàn)其優(yōu)越性。因為SCI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，因而比總線結(jié)構(gòu)更具有優(yōu)勢。SCI支持多種不同的配置方案，從簡單的環(huán)到多層交換網(wǎng)絡(luò)；相鄰節(jié)點間采用

2、點對點的單向鏈路，簡化物理實現(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，一個系統(tǒng)可支持的節(jié)點數(shù)高達64K。由于一個節(jié)點又可以包括多個處理器，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。 本論文的重點之一是對SCI協(xié)議進行分析與研究。對協(xié)議中定義的節(jié)點類型，鏈路類型，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，尋址模式，系統(tǒng)初始化，和分配協(xié)議等幾個方面進行詳細介紹與

3、分析。另一個重點是在FPGA芯片上設(shè)計基于SCI協(xié)議的高速串行通信接口模型，并對整個方案進行仿真測試。結(jié)果證明該接口設(shè)計方案確實合理可行，為下一步工作奠定了基礎(chǔ)。 另外，簡單介紹了基于FPGA的數(shù)字電路設(shè)計基本原理和相關(guān)的開發(fā)工具。 最后，介紹了SCI協(xié)議在實時性功能上的局限性，以及目前正在研究中的SCI實時性擴展技術(shù)。主要分析了IEEE正在研究制定的DFC協(xié)議。并針對SCI協(xié)議在實時系統(tǒng)中的應(yīng)用和DFC擴展協(xié)議提出了觀