付国楷，解永亮，房利国

（中国电子科技集团公司第三十研究所，四川 成都 610041）

0 引言

随着国产高性能多核处理器的快速发展，高速串行总线技术正取代传统并行总线成为系统级和板级互联设计主要技术。PCI Express 简称PCIE，作为用来互联设备的第三代高性能IO 总线，具有速度快和点对点串行传输的特点，目前已成为微机系统和板级系统中的主流互联总线，在处理器和外围设备的高速IO 接口设计中应用广泛。

当前密码通信和保密安全领域，高性能通信服务设备中的高速数据处理单元普遍基于FPGA 逻辑实现系统业务功能，采用PCIE 总线与处理器进行IO 数据交互。基于PCIE 总线特征，PCIE 设备功能必须在操作系统引导运行前配置固化。当平台引导固件完成PCI 总线扫描或操作系统完成引导后，PCIE 设备就无法实现在线替换或动态加载逻辑资源，也不具备系统实时在线更新、扩充以及升级等功能。在某些高安全级别应用场景，系统正常运行时，基于FPGA 逻辑实现的PCIE 设备功能若需动态实现扩展或升级，则必须暂停或者重启系统。这种操作流程会给系统稳定性、实时性以及可靠性带来较大影响。

本文将简单介绍目前主流国产龙芯2K1000 处理器PCIE 控制器的配置访问方式，设计出一种基于龙芯2K1000 PCIE 链路重定向的FPGA 逻辑资源动态加载配置机制，并结合工程应用实例，重点分析动态加载机制设计要点。

1 PCIE 系统架构

1.1 架构层次

PCIE 有3 层结构，如图1 所示，从上到下依次为事务层、数据链路层和物理层。……