基于自研芯片的基于自研芯片的FC-ASM仿真卡设计与实现仿真卡设计与实现
随着航空电子技术的发展,不断提高产品的可靠性,减小系统的重量、体积、功耗等,已成为目前设计的一种
趋势。但传统FC-ASM仿真卡都是以FPGA方式实现,其板面积大、功耗极高、可靠性低、通用性差,已不能满
足系统小型化高可靠性的要求。提出了一种基于自研芯片的FC-ASM仿真卡实现方案。该方案设计灵活简单,集
成了FC-AE-ASM协议通信、设备管理、时统管理、网络管理等功能,同时以其功耗低、成本小和重量轻等优
势,现被广泛应用于地面仿真设备和实验室环境中。
0 概述概述
在机载FC网络产品研制开发中,由于在机载环境下直接进行试验具有很大的局限性和风险,而在地面环境下进行仿真实
验具有可重复、可控制、无破坏性和耗费小等优点,从而构建机载网络地面仿真系统进行大量的前期地面实验来测试样机的功
能和性能成为必要[1]。
传统FC-ASM
该方案采用单板的设计方式,由FC-ASM协议处理模块和外围电路实现串行FC链路数据通信,通过PCIe主机接口[5]实现
与主机处理器通信。这种实现方案存在以下缺点:
(1)由于使用FPGA实现,体积大、功耗大且使用时需要增加散热片及风扇,导致在特殊环境中无法使用。
(2)FPGA片内资源有限,导致FC-ASM仿真卡模式单一,灵活性差。
(3)高性能核心器件不易采购、价格昂贵,自主保障困难。
基于以上原因,本文提出了一种基于自研
1 硬件设计与实现硬件设计与实现
FC-ASM仿真卡的主要功能是作为光纤通道网络上的仿真节点,用于仿真飞机飞行过程中的各种数据发送至光纤通道网络
中,或者作为节点机输出光纤通道数据帧。同时为了便于调试和管理,FC-ASM仿真卡也支持FC网络扩展链路服务(ELS
帧)的发送,能够将ELS帧通过FC-ASM仿真卡的FC端口发送到FC链路。按照以上仿真卡实现的功能描述,FC-ASM仿真卡
的功能架构如图2所示。
FC-ASM仿真卡硬件设计的核心是FC-AE-ASM协议处理芯片、PCIe主机接口、电源、时钟、复位及外围电路设计。
1.1 FC-AE-ASM协议处理芯片协议处理芯片
FC-ASM仿真卡的核心部件是自研的FC-AE-ASM协议处理芯片,该芯片内嵌PowerPC处理器,能够提供强大的数据处理
及控制能力,通过工作在较高时钟频率的PLB总线和外围设备通信,主要完成FC速率配置、ELS帧的接收、发送以及FC MAC
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