基于PowerPC的光纤通道接口卡设计

作者：时间：2011-01-13 来源：网络收藏

Xilinx公司提供的EDK开发工具是一种专门针对FPGA内部嵌入式处理器的集成开发工具包，主要的软件设计由EDK中的子工具包SDK完成。用户可以通过集成在EDK中的XPS来调用各种工具完成嵌入式系统平台的搭建工作。
EDK10．1版本较之9．1版本有很大的变化，其中软核版本升级到7．1，IBM CoreConneet总线标准中的OPB总线被PLB总线代替，还提供了丰富的外围IP可供选择。光纤通道接口卡的FPGA实现架构如图2所示。

(1)PowerPC处理器和高速存储器通过PLB高速总线互联在一起构成嵌入式操作系统和软件系统的运行平台。
(2)用户接口IP提供一个方便的接口，供外部设备操控接口卡芯片，亦可对该芯片的工作状态进行动态监控。
(3)采用FPGA芯片内部集成的可编程高速串行收发器RoeketI／O来负责数据的发送和接收。
(4)在数据发送端，硬件通过DMA方式读取与序列和交换管理有关的队列，然后根据队列中的信息，确定每个帧头的内容，再通过DMA方式读取管理内存中的数据并组装成帧发送出去；在数据接收端，硬件接收到帧后，通过DMA方式写到内存中，软件负责将帧重组为序列，再将序列重组成交换。

3 IPIF模块
由于PLB总线接口协议非常复杂，为了让用户可以更便捷地实现总线与用户IP的交互，Xilinx公司提供了在用户IP核和PLB v4．6总线标准之间的一个双向的PLBV46_Slave_Single接口协议模块IPIF，如图3所示。

其中的Slave Attachment结构提供了Slave运行的基础功能，它在PLB总线和IPIC之间执行协议和时序的转换。用户IP的用户逻辑接口需按照IPIC接口标准来设计，才能通过IPIF成功挂接到PLB总线上。
利用集成在EDK的XPS工具中Create／Import Peripheral Wizard(添加外设向导工具)，以对话框的形式可以很便捷地配置IPIF模块，以Master／Slave的方式将用户自定制IP核挂接到PLB总线上，通过ISE1O．1环境综合验证模块的正确性。然后再利用此工具，将经过验证正确的IP核导入EDK环境下，这样就成功建立了一个IP核的通用模板。最后再在相应的．VHD文件中添加用户功能代码，即可完成基于PLB总线接口的用户自定制IP核的添加。

结语
本文设计的光纤通道接口卡芯片采用Xilinx公司推出的新一代嵌入式硬核PowerPCA40，利用EDK开发工具，在Virtex5系列FPGA开发平台上实现了接口卡芯片的基本功能，支持点对点拓扑结构和仲裁环拓扑结构，为用户自定制IP核的开发应用提供了一定的参考。