RapidIO总线接口的8TB VPX存储板设计与性能测试

"基于RapidIO总线的VPX标准存储板设计，采用了K7系列FPGA和mSATA盘，构建了一款8TB存储容量的VPX存储板。通过设计基于AXI总线的RapidIO端口控制器IP核，并在FPGA中的MicroBlaze上移植μcos-II操作系统，实现了数据在mSATA、控制器和内存间的高速传输。通过CPS1848交换芯片建立RapidIO网络，测试结果显示，该存储板在5 Gb/s的链接状态下，读取速度达到1.3 GB/s，写入速度达到1.1 GB/s，展现出良好的高速数据存储性能。" 本文主要探讨了基于RapidIO总线的VPX标准存储板的设计与实现，这是一种针对现代高性能嵌入式系统需求的解决方案。RapidIO是一种高速串行互连技术，常用于通信、军事和航空航天等领域的嵌入式系统，其优势在于提供低延迟和高带宽的数据传输。 设计中采用了K7系列的FPGA（Field-Programmable Gate Array），这是一款可编程逻辑器件，能够根据需求配置成各种逻辑功能。结合mSATA（Modified Serial Advanced Technology Attachment）接口的固态硬盘，实现了8TB的大容量存储。mSATA是一种小型化的SATA接口，适用于有限空间内的高速数据存储。 关键设计环节包括基于AXI（Advanced eXtensible Interface）总线的RapidIO端口控制器IP核。AXI是ARM公司定义的一种高性能接口，广泛应用于FPGA和SoC设计中，提供了高效的数据传输机制。IP核设计允许FPGA与RapidIO网络进行数据交互，并且在FPGA内部的MicroBlaze软核上移植了μcos-II实时操作系统，该系统负责数据传输的调度和管理。 为了构建RapidIO网络，文中使用了CPS1848交换芯片。这种芯片能提供多个RapidIO接口，支持点对点和多点连接，以实现系统间的高速数据交换。经过硬件测试，存储板在5 Gb/s的RapidIO链路速度下，实现了1.3 GB/s的读取速率和1.1 GB/s的写入速率，这证明了设计的高效性和高速数据处理能力。 此外，文中还涉及到软件层面的实现，包括μcos-II操作系统下的驱动程序和数据传输控制逻辑，这些都确保了整个系统的稳定运行和数据的快速存取。整体来看，这种基于RapidIO的VPX存储板设计不仅满足了高性能嵌入式系统的需求，还展示了优秀的数据传输性能，为类似应用提供了有价值的参考。