(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210888183.X (22)申请日 2022.07.27 (71)申请人 中国船舶重 工集团公司第七二四研 究所 地址 210003 江苏省南京市中山北路346号 (72)发明人 沈洋　夏东方　李靖舒　王冬华　 (51)Int.Cl. H04B 10/25(2013.01) H04L 67/1095(2022.01) H04L 69/22(2022.01) G06F 13/38(2006.01) G06F 9/50(2006.01) (54)发明名称 基于PCIE总线内存轮询的多路光纤数据传 输方法 (57)摘要 本发明属于数据传输领域， 提供一种基于 PCIE总线内存轮询的多路光纤数据传输方法。 首 先将进入光纤进机卡的多路并行自定义光纤数 据进行同步对齐， 然后通过数据封装模块将对齐 的数据进行封装， 封装后的数据通过PCIE总线内 存轮询的DMA方式写入计算机内存。 本发明充分 利用了FPGA的高速串行传输接口， 确保高速数据 传输的实时性， 提供了一个多路自定义协议光纤 数据进计算机的完整方案， 适用于实现雷达领域 的多路IQ光纤数据进入计算机进行后续信息处 理。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 115378504 A 2022.11.22 CN 115378504 A 1.基于PCIE总线内存轮询的多路光纤数据传输方法， 其特征在于： 传输系 统包括FPGA 程序和CPU程序； 其中FPGA程序包括GTX模块、 数据同步模块、 数据封装模块、 DMA传输模块， CPU程序包括应用程序和PCIE驱动； 传输方法包括以下步骤： 步骤S1： GTX模块同时接收N路自定义并行光纤数据； 步骤S2： 数据同步模块 根据GTX模块输出的RXC HARISK将N路光纤数据同步对齐； 步骤S3： 数据封装模块将对齐的N路光纤数据进行封装， 根据设置的起始K码和结束K码 分别产生数据的起始标志sof和结束标志eof， 并过滤数据中的K码产生数据有效标志 valid； 步骤S4： DMA传输模块根据数据封装模块输出的数据起始、 结束标志， 将数据通过PCIE 总线的DMA方式写入计算机内存。 2.根据权利要求1所述的基于PCIE总线内存轮询的多路光纤数据传输方法， 其特征在 于： 所述步骤S3中起始K码和结束K码由应用程序通过PCIE驱动 设置， 应用程序通过写寄存 器的方式写入2个32bit宽的数据分别作为 起始K码和结束K码。 3.根据权利要求1所述的基于PCIE总线内存轮询的多路光纤数据传输方法， 其特征在 于， 所述步骤S4中DMA传输还 包括： 步骤S41： 驱动程序打开PCIE设备； 步骤S42： 驱动程序申请分配N+1个4MB大小的内存空间， 1≤N≤128， 其中N个DMA数据内 存， 1个DMA上报内存， 并从DMA上报内存中划分出N个16B的空间分别作为N个DMA数据内存的 对应上报内存； 步骤S43： 驱动程序将N+1个内存的首地址通过写寄存器的方式写入FPGA中； 步骤S44： 驱动程序通过写寄存器的方式向FPGA发送开启DMA命令； 步骤S45： DMA传输模块将 sof和eof间 的有效数据依次写入第一个/下一个DMA数据内存 中； 步骤S46： DMA传输模块将该包DMA数据长度、 编号和完成标识写入第一个/下一个上报 内存中， DMA传输模块依此类 推， 重复步骤S45、 S46； 步骤S47： 驱动程序定时查询上报内存中的DMA完成标识， 获取DMA包信息 并传给应用程 序后清除DMA完成标识， 等待 进行下次查询。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115378504 A 2基于PCIE总线内存轮询的多路光纤数据传输方 法 技术领域 [0001]本发明涉及数据传输领域。 背景技术 [0002]PCI‑Express是继ISA和PCI总线后的第三代计算机I/O总线， 为点对点高速串行传 输总线， 目前已成为计算机体系中最主要的外围互联总线， 具有传输带宽大、 抗干扰能力强 等优点。 [0003]光纤通信广泛应用于电力通信、 智能交通、 工业自动化、 国防信息化建设等领域， 已经成为影响每个人生活关键技术。 光纤通讯不仅能传输大量的信息， 而且抗干扰能力强， 在军事数据传输领域拥有不可替代的地位。 PCIE光纤进机卡， 是将光纤数据转换并传输至 数据处理计算机的重要环节。 现有光纤卡基本都是基于千兆以太网和万兆以太网等标准接 口协议的光纤网卡， 接口协议标准规范但不够灵活。 在雷达领域， 考虑到安全性、 实时性和 传输带宽等因素， 设备内部进 行大带宽数据点对点传输时往往会使用多路高速自定义协 议 光纤同时传输。 自定义协议光纤采用自定义的应用层协议， 底层协议灵活可便， 必 要时可对 数据进行加密。 [0004]雷达领域通常使用FPGA作为自定义光纤与PCIE总线相互转换的桥接芯片， 用于 实 现大数据量光纤数据的进机。 在稍微复杂的雷达系统中， 脉冲重复时间PRT往往 是不断变化 的， 这也导致了雷达数据帧的长度不会固定不变， 传统的D MA传输方法通常采用固定大小的 DMA包， 无法将雷达数据帧与DMA包关联匹配， 只能在雷达数据进机后通过CPU查找雷达同步 头的方式去截取 雷达数据帧， 而查找雷达同步头的过程十分耗时且占用CPU资源。 发明内容 [0005]为将DMA包与雷达数据帧关联起来， 减少CPU查找雷达同步头的资源消耗， 基于 PCIE总线内存轮询的DMA长度灵活可变的数据进机方法， 本发明提出了基于PCIE总线内存 轮询的多路光纤数据传输方法。 [0006]本发明提出的基于PCIE总线内存轮询的多路光纤数据传输方法， 用于实现将多路 雷达光纤数据同步、 对齐、 封装并通过PCIE总线转发数据进入计算机， 技 术方案包括： [0007]传输系统包括FPGA程序和CPU程序， FPGA程序包括GTX模块、 数据同步模块、 数据封 装模块、 DMA传输模块， CPU程序包括应用程序和PCIE驱动； 传输方法包括以下步骤： [0008]步骤S1： GTX模块同时接收N路自定义并行光纤数据； [0009]步骤S2： 数据同步模块 根据GTX模块输出的RXC HARISK将N路光纤数据同步对齐； [0010]步骤S3： 数据封装模块将对齐的N路光纤数据进行封装， 根据设置的起始K码和 结 束K码分别产生数据的起始标志(sof)和结束 标志(eof)， 并过滤数据中的K码产生数据有效 标志(val id)； [0011]步骤S4： DMA传输模块根据数据封装模块输出的数据起始、 结束标志， 将数据通过 PCIE总线的DMA方式写入计算机内存。说　明　书 1/4 页 3 CN 115378504 A 3