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近年来,InfiniBand互连总线技术凭借其高带宽、低延迟的特点,被广泛应用于服务器集群等高速数据交换网络中。它将总线网络化,使得各种功能节点都可以通过InfiniBand总线来直接交换数据。FPGA等节点也可以加入InfiniBand网络来来进行诸如基带信号处理等运算,加速数据的生成和转发而由于现阶段大多数功能节点没有专用InfiniBand接口,主要通过PCI Express接口转接主通道适配器(Host Channel Adapter,HCA)来接入InfiniBand网络。本文即研究将FPGA作为一个功能节点加入InfiniBand网络。本文的主要工作如下:1.对PCI Express总线进行分析,包括其总线结构,总线事务,路由方式以及配置空间的结构等内容。分析HCA的工作方式,介绍基于PCI Express的InfiniBand应用链路,链路在AXI4总线结构下,包含对HCA的PCIE初始化配置、映射AXI4总线数据和PCIE数据包、HCA工作指令生成、工作队列生成和通信数据存储等模块,这些模块一起可以实现驱动HCA的基础功能。2.在深入研究PCIE配置和AXI4数据映射原理的基础上,设计PCI Express接口应用链路,链路分阶段实现对HCA的配置和对InfiniBand总线数据流的映射。3.采用Verilog HDL模块化设计,编写功能链路:设计配置模块向HCA发送配置读写请求,识别设备并为其分配ID号,探测设备拥有的存储空间并为其分配数据通信地址,配置完成后连通数据通信接口;设计AXI4-STREAMIN G到AXI4总线的映射模块,它将来自AXI4总线的读写命令转换为对应的AXI4-STREAMING数据包发送到PCIE IP核,而且将来自PCIE IP核的AXI4-STREAMING包转换为不同通道的总线交易。4.对设计的链路进行仿真测试,并在FPGA平台上验证PCIE通信。结果表明,面向InfiniBand控制器的PCI Express的接口设计能实现和HCA的通信,使得FPGA节点加入InfiniBand网络总线成为可能。