滑 莎，李 锋，武磊磊

(中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北 石家庄 050081)

板间高速数据传输接口的设计与实现

滑 莎，李 锋，武磊磊

(中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北 石家庄 050081)

为了解决板级间并行接口无法满足高速率数据传输的问题，提出了基于FPGA的高速串行光纤数据传输的设计方案。采用Virtex-7系列FPGA作为主控芯片，通过芯片内部集成的高速串行收发器GTX连接SFP+光模块，进行了高速串行接口设计，并介绍了Aurora串行传输协议的设计。通过分析Xilinx专用调试工具集成比特误码率测试仪IBERT对光纤链路的测试以及Chipscope抓取板卡上的实际测试结果，在硬件上实现了串行传输速率为10 Gbps的光纤数据传输。

高速串行；SFP+光模块；光纤通信；Aurora协议

AbstractIn order to solve the problem that parallel interface between boards can’t meet the requirement of high-speed data transmission,a design scheme of high-speed serial optical fiber data transmission based on FPGA is proposed.This design uses Xilinx Virtex-7series FPGA as the main control chip.And the high-speed serial interface design was carried out through the chip internal integration of GTX transceiver link SFP+ optical module.The hardware circuit is designed.And the design of Aurora serial transmission protocol is introduced.Xilinx special debugging tools IBERT to test fiber link is analyzed and the actual test results on the board captured by Chipscope is presented.Finally the serial data transfer rate of 10 Gbps optical fiber transmission is achieved with hardware implementation.

Keywordshigh-speed serial;SFP+optical module;optical fiber communication;Aurora protocol

0 引言

随着通信技术的发展，对通信数据的存储容量以及传输速率提出了更高的要求[1]，传统的并行总线传输方式在线路开销、接口复杂度、相互干扰及传输距离等方面面临极大的困难。应用于电路板间或设备间的高速数据传输，采用并行传输方式在线路干扰等方面无法满足高频大容量数据的及时传输。此时，高速串行传输方式则逐渐显露出其在远距离、高速率和大容量数据传输方面的优势[2]。尤其是使用光纤进行数据传输，满足了高速率和大容量等需求。

在光纤通信领域，文献[3-4]论述了SFP+光模块作为光纤通信常用的核心器件之一，具有自己独特的优势：可热插拔特性和数字诊断的功能。目前的光模块速率已经达到10 Gbps及以上。……