60、高速通信与网络监测技术解析

高速通信与网络监测技术解析

1. 光纤高速通信及注入模拟设备设计

光纤在高速差分信号通信中应用广泛，利用FPGA时，每通道的数据发送速率可达10 Gbps。光纤通信具有高速、长距离和高安全性的特点，在众多领域得到了广泛应用。

这里设计了一种基于FPGA的注入模拟设备，该设备通过PCIe将数据传输到光纤。具体操作流程如下：
1. 计算机通过PCIe将数据写入FPGA板上的DDR3内存。
2. FPGA将数据从DDR3移动到GTP，再通过光纤发送到数字信号处理设备。
3. GTP的数据发送速率设置为4.0 Gbps，有效数据速率可达400 MB/s，能够满足数字信号处理设备的带宽要求。

2. 系统设计

PCIe接口的系统设计有两种方式：
|设计方式|特点|
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|使用桥接芯片|将PCIe总线转换为本地总线，如大多数商用计算机。但由于本地总线速度较低，这种转换方式的发送速度通常较慢。|
|使用FPGA|许多FPGA集成了硬PCIe IP核，可快速开发基于PCIe的设备。|

此设计的设备主要由中央处理FPGA、DDR3数据缓冲单元、光纤模块、PCIe接口、数据传输计算机和数字信号处理设备端FPGA组成。中央处理FPGA采用Xilinx的XC7Z015 - CLG485芯片，属于ZYNQ7000系列SoC FPGA，运用了ARM + FPGA SOC技术，将FPGA逻辑和双核ARM Cortex - A9集成在单个芯片上。

DDR3内存连接在ZYNQ芯片的PS端，由ARM核心直接访问。计算机通过PCIe将数据写入DDR3内存，AR