FPGA实现的IEEE 1394b高速双向数据传输系统设计与OHCI协议详解

本文档探讨了在EDA/PLD（Electronic Design Automation/Programmable Logic Device）平台上设计基于FPGA（Field-Programmable Gate Array）的IEEE 1394b双向数据传输系统的详细过程。IEEE 1394b作为一种高速接口标准，相较于早期版本（如IEEE 1394-1995）有着显著提升，它支持高达800 Mb/s的数据传输速率，极大地拓宽了应用范围，尤其是对于远程设备间的通信。 IEEE 1394b的核心改进在于采用了8B/10B编码技术，这种编码方法提高了数据的可靠性和抗噪声能力，对于数据传输的稳定性和效率具有决定性作用。同时，1394b保持向下兼容性，使得系统设计者可以根据需要灵活选择使用DS（Data-Strobe）编码或8B/10B编码，增加了设计的灵活性。 在硬件实现上，该系统采用FPGA作为核心控制器，配合1394OHCI（Open Host Controller Interface）协议，实现了对物理层和链路层的精确管理。FPGA通过NIOS II处理器执行1394OHCI指令，对数据进行打包、传输和解包，确保了高效的数据交换。此外，1394OHCI还支持异步和等时两种数据传输模式，异步模式下支持所有1394数据包格式的发送和接收，利用DMA（Direct Memory Access）技术提高数据传输的性能。 1394OHCI协议的特点包括事务层和总线管理层的集成，以及PCI（Peripheral Component Interconnect）主机总线接口，这些特性确保了系统能够有效地与外部设备进行交互，同时支持高速的DMA操作，减少了CPU的介入，提升了整个系统的吞吐量和响应速度。 本文提供了关于如何在EDA/PLD平台中设计一个高性能的IEEE 1394b双向数据传输系统的技术细节，涵盖了标准升级、编码技术、FPGA控制、协议实现以及数据传输优化等多个关键环节。这是一项实用性强，技术含量高的设计工作，对于需要扩展1394接口功能或者设计高性能数据传输应用的工程师来说，具有很高的参考价值。