Устройства PCI Express - Курсовая работа

Разработка стандарта PCI Express была начата фирмой Intel после отказа от шины INFINIBAND . В отличие от стандарта PCI, использовавшего для передачи данных общую шину с подключением параллельно нескольких устройств, PCI Express, в общем случае, является пакетной сетью с топологией типа звезда . Устройства PCI Express взаимодействуют между собой через среду, образованную коммутаторами, при этом каждое устройство напрямую связано соединением типа точка-точка с коммутатором. Так как программная модель PCI Express во многом унаследована от PCI, то существующие системы и контроллеры могут быть доработаны для использования шины PCI Express заменой только физического уровня, без доработки программного обеспечения. Высокая пиковая производительность шины PCI Express позволяет использовать ее вместо шин AGP и тем БОЛЕЕРСІ и PCI-X .Для подключения устройства PCI Express используется двунаправленное последовательное соединение типа точка-точка , называемое линией (англ. lane - полоса, ряд); это резко отличается от PCI , в которой все устройства подключаются к общей 32-разрядной параллельной двунаправленной шине. Соединение (англ. link - связь, соединение) между двумя устройствами PCI Express состоит из одной (x1) или нескольких (x2, x4, x8, x12, x16 и x32) двунаправленных последовательных линий. На электрическом уровне каждое соединение использует низковольтную дифференциальную передачу сигнала (LVDS ), прием и передача информации производится каждым устройством PCI Express по отдельным двум проводникам, таким образом, в простейшем случае, устройство подключается к коммутатору PCI Express всего лишь четырьмя проводниками. Использование подобного подхода имеет следующие преимущества: карта PCI Express помещается и корректно работает в любом слоте той же или большей пропускной способности (например, карта x1 будет работать в слотах x4 и x16); слот большего физического размера может использовать не все линии (например, к слоту x16 можно подвести проводники передачи информации, соответствующие x1 или x8, и все это будет нормально функционировать; однако, при этом необходимо подключить все проводники питания и заземления, необходимые для слота x16).Структурная схема интерфейса PCI Express представлена на рисунке Рисунок 4 - Структурная схема интерфейса PCI Express Данный интерфейс состоит из 3 логических уровней: уровень транзакций; Каждый из уровней разделен на 2 секции, одна из которых функционирует как выходная(передающая информацию), а другая как входная(принимающая информацию).Функциональная схема передачи данных по протоколу PCI Express представлена на рисунке: Рисунок 4- Со входа zapros поступает сигнал на демультиплексор.Данная ПЛИСС поддерживает заданный нам интерфейс и обладает достаточной скоростью для реализации проекта.В отличии от других семейств серии Cyclone, являются адаптивные логические модули. Кроме этого, микросхемы семейства Cyclone V содержат блоки цифровой обработки сигналов переменной точности, блоки встроенного ОЗУ, высокоскоростные приемопередатчики, аппаратные IP-блоки (контроллеры PCI Express и контроллеры внешней синхронной памяти), и средства защиты проекта от несанкционированного копирования и модификации. Технические характеристики ПЛИСС представлены в таблице: Напряжение питания 3.3 ВБлок DEMUX является демультиплексором который имеет вход D на который поступают данные, вход addr, который является управляющим сигналом, и четыре входа datac которых в зависимости от адреса поступает информация на один из выходов. В БЛОКЕNEWCRC находится регистр, в котором происходит преобразование сообщения и генераторного полинома алгоритма контрольной суммы для большей помехоустойчивости.В зависимости от адреса на вход будет поступать то или иное сообщение. Если на входе zapros будет 1,значит есть сигнал и сообщения поступают, в противном случае сигнала нет.По ходу работы была построена модель устройства при помощи программного пакета ALTERA Quartus, где были представлены передаваемые кодовые сообщения.