【摘 要】
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随着电子信息的发展,现如今软件无线电系统中数据传输总线的带宽有限,软件无线电平台的通信对于各种高速数据传输的要求越来越高,这就需要选择高速串行总线进行数据传输。新的高速串行计算机扩展总线标准（Peripheral Component Interconnect Express,PCIE）相对于PCI、USB和以太网传统总线具有传输速率高、带宽高、可靠性高和兼容性好等优势,能够满足软件无线电的传输需求
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随着电子信息的发展,现如今软件无线电系统中数据传输总线的带宽有限,软件无线电平台的通信对于各种高速数据传输的要求越来越高,这就需要选择高速串行总线进行数据传输。新的高速串行计算机扩展总线标准（Peripheral Component Interconnect Express,PCIE）相对于PCI、USB和以太网传统总线具有传输速率高、带宽高、可靠性高和兼容性好等优势,能够满足软件无线电的传输需求,因此设计出PCIE总线的高速数据传输通道具有重要意义。本文基于PCIE的高速传输特性,针对软件无线电的愿景需求及应用场景,提出了一种数据传输通道的设计方案。本文在PCIE协议研究下首先设计了数据传输通道的总体框架,然后根据总体框架在Xilinx公司K7系列的FPGA开发平台上以Verilog HDL硬件语言来实现PCIE接口逻辑和PCIE DMA控制逻辑的设计。其中在FPGA逻辑设计中,针对多通道同时访问一块DDR3,设计了一种通道轮循方式的DDR3存储器,解决了冲突问题;针对多通道传输的实时性要求,设计了一种命令缓冲机制的DMA引擎,提高了传输带宽;针对数据传输通道中速率动态可变,设计了一种动态优先级仲裁机制的通道仲裁器,优化了传输效率。本文使用ISE14.7调用Modelsim se对FPGA逻辑设计进行仿真验证,并使用Modelsim se和Matlab对数据传输通道进行联合仿真验证,功能验证无误后对本设计进行性能测试。为对本设计进行性能分析,本文进行3方面的性能测试,经测试,数据传输通道的传输速率取得了较显著的效果,从得出的实验结果中表明PCIE总线的数据传输通道速度较快,性能稳定,达到了设计要求,可广泛应用于卫星遥测、无人机入侵数据获取、雷达系统等软件无线电平台的高性能数据传输系统,具有一定的应用价值。
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