基于S5600 PCI-EXPR*SX4总线的FPGA开发平台

自从2004年pci-e 1.0a规范之后，主板上就开始有了*新的串行*PCI-E总线，相比原来的PCI V2.3，PCI-E总线有很大的优势,

1、概述 
*先,PCI-E降低了芯片连接的管脚数量，简化了PCB板的设计和布局；其次，PCI-E是非共享的串行差分接口，不会出现多个设备共享带宽的情况，PCI-E x1的理论带宽为发送、接收各250M字节/秒，PCI-E x4的理论带宽为发送、接收各1G字节/秒，并且在PCI-E 2.0协议中会使用5G BPS的更*的物理层收发器，速度会*。因此，PCI-E总线接口*适合于*速的数*送，并且会在3年之内完成对PCI接口的替代。根据这一情况，为满足市场需要，特推出S5600型PCI-EX4接口FPGA开发实验平台，满足用户对*数*送的需求。

2、S5600PCI-EX4开发平台主要硬件规格：

（1）　FPGA ： EP4CGX30CF23C8（可选EP4CGX50CF23、EP4CGX75CF23，管脚*兼容），器件速度也可选-6、-7的*器件。FPGA提供PCI-E的HARD IP，实现了PCI-E协议1.1的物理层和数据链路层的协议，用户*要设计PCI-E协议的TLP（数*输层）和应用层，简化了用户的设计。PCI-E的物理层和数据链路层由HARD IP实现，不占用FPGA资源，稳定*。
（2）DDR2 SDRAM DIMM模块：　标准200脚DDR2 SDRAM笔记本内存条模块，可以提供1G、2G（标准配置）、4G字节的内存容量，可以实现133（器件速度-8）/166（器件速度-7）/200（器件速度-6）MHz的时钟频率，可以实现2.13G字节/秒的突发读写速度。
80个USER GPIO输入输出：支持IO电压3.3V、2.5V、1.8V和1.5V，支持LVDS输入输出。
（3）JTAG和AS下载口： 支持QUARTUS在线调试和编译下载功能，EPCS16配置器件，满足EP4CGX70的配置要求。

 3、S5600PCI-EX4开发平台主要软件规格：
（1）PCI-EX4 HARD IP ：由FPGA内部硬件实现，不占用FPGA资源，实现了PCI-E协议的物理层和数据链路层，稳定*，对数*输层和应用层接口采用   *ALON ST接口。
PCI-E数*输层： *VHDL源代码设计，实现了PCI-E协议的数*输层（TLP层），支持内存读、内存写、DMA内存读、DMA内存写、DMA内存读完成、内存读完成等几种TLP数据包格式，PAYLOAD数据载荷大小支持4到256字节自动可变，接口采用*ALON ST接口，直接连接FPGA的PCI-E HARD IP接口。
（2）用户应用层： *VHDL源代码设计，支持64位FIFO输入输出接口、32位SL*E内存映射读写接口，支持外部中断输入。
（3）DDR2内存读写接口 ： *VHDL源代码设计，控制数据输入输出到ALTERA的标准DD2 SDRAM IP，实现数*输和缓存功能。
（4）驱动程序及测试程序： 驱动程序和应用程序开发平台采用VC6的开发平台，DDK的开发工具支持，驱动程序和应用程序*源代码设计提供，支持DMA读写、内存映射读写、中断输入功能。驱动程序支持DMA读写性能测试，DMA数据验证测试及数据存盘文件功能。驱动和测试程序采用WDM驱动结构，支持WIN2000、XP、WIN7等操作系统。

4、S5600 PCI-EXPR*SX4开发平台套件含以下内容：
（1）S5600 PCI-E x4 开发平台硬件电路板一张；
（2）2G字节DDR2 SDRAM笔记本内存条一根；
（3）ALTERA BYTEBLASTER2下载线一根；
（4）ALTERA QUARTUS2 11.0开发平台安装光盘；
（5）DDK和DRIVERWORKS驱动程序开发工具光盘；
（6）FPGA内部*源代码设计和使用手册及说明；
（7）驱动程序*源代码设计和使用手册及说明；

5、S5600电路原理图及PCB设计；
（1）性能及兼容性、稳定性测试
该PCI-E开发板在以下PC兼容机上测试并正常开机通过：
性能测试采用循环*大化传送方式，每次DMA块大小为512K字节，按60秒平均流量计算，由1秒内传送多少次DMA块计算。影响PCI-E性能除了DMA块大小之外，PCI-E的PAYLOAD（数据载荷）也很影响读写性能。一般PC芯片组都支持128字节的DMA读写PAYLOAD，128字节的PAYLOAD的DMA读写利用率为82%，少数PC芯片组支持256字节的DMA读写PAYLOAD，可以在CMOS里面打开，*读写性能，256字节的PAYLOAD的DMA读写利用率为91%。
（2）数据载荷为128字节的性能：
CPU 操作系统 DMA读（主机内存到卡） DMA写（卡到主机内存） 
CORE-I3 XP 523M字节/秒 752M字节/秒
CORE E7200 XP 508M字节/秒 746M字节/秒
（3）DMA数据载荷为256字节的性能：
CPU 操作系统 DMA读（主机内存到卡） DMA写（卡到主机内存） 
CORE-I3 XP 592M字节/秒 836M字节/秒
AMD965 XP 511M字节/秒 822M字节/秒

6、S5600 PCI-EX4开发平台应用范围:
*工业数据采集,a/d,d/a数据变换,数据处理;
*高分辨率视频数据采集，1080P实时视频采集显示；
*数据缓冲,*数据加密;
*工业控制

7、 技术支持： 
直接由板卡开发团队提供技术支持，可以根据用户需要修改原理图和PCB，并升级为图像采集卡，数据播出卡等开发平台。团队也可支持应用程序开发。