摘要：在雷达设计和实验过程中，为了测试雷达系统的性能，需要采集雷达回波数据，将数据进行传输和存储，然后用于后续的离线信号处理与分析。而随着计算机、通信等技术的发展，在雷达设计实验过程中，对回波数据采集、传输与存储的实时性要求也越来越高，所以高速的数据传输与存储系统得到越来越广泛的应用。

本文主要给出了一种基于FPGA平台的PCI Express数据传输和存储系统的开发，首先介绍了PCI Express协议，然后给出了系统设计方案以及数据传输与存储模块的具体实现过程，最后在FPGA侧利用PCI Express IP核实现大带宽的数据传输，上位机侧利用PCI Express的驱动实现大带宽数据的接收，并进行实测数据的传输验证与演示。

关键词  PCI Express  高速 数据传输 FPGA  

毕业设计说明书外文摘要

Title    Design of high-speed  Data Transfer  System  Based On PCIe                                          

Abstract：In the process of radar design and experiment , in order to test the performance of the radar system, we need to collect radar echo data.Then we need to transfer and storage the data .With the development of computer and communication technology, the real-time requirements of echo data acquisition, transmission and storage are getting higher and higher in the process of radar design experiment. So the high-speed data transmission and storage system will get more and more The wider application.

This paper mainly introduces a kind of data transmission and storage system based on PCI Express, which utilizes PCI to generate PCI Express core to realize large bandwidth data transmission.First I introduce the PCI Express protocol, and then give the system design and the process of the implementation of the data transmission and storage module .The host computer adopts PCI Express driver to realize the large bandwidth data reception. Conduct the verification and demonstration of the transmission of the measured data.

Keywords   PCI Express   High-speed   Data Transmission   FPGA

目   次

1  绪论 1

1.1 论文的研究背景 1

1.2 研究现状和发展 1

1.3 PCI Express总线简介 2

1.4 论文的研究内容和章节安排 2

2  PCI Express架构体系介绍 4

2.1 引言 4

2.2 PCI Express总线系统结构 4

2.3 PCI Express协议的层次 4

2.4 PCI Express逻辑层结构 6

2.5 PCI Express的事务机制 6

2.6 本章小结 7

3 系统设计方案 8

3.1 引言 8

3.2 系统硬件设计 8

3.3 系统功能需求分析 8

3.4 系统结构设计 9

3.5 系统各模块设计方案 9

3.6 本章小结 12

4 基于FPGA的数据传输与存储系统的实现 13

4.1 引言 13

4.2 FPGA工作流程 13

4.3 数据传输模块 14

4.4 本章小结 28

5  结果与验证 29

5.1 硬件调试 29

5.2  数据传输实验验证 30

5.3  小结 38

结  论 39

致  谢 40

参 考 文 献 41

1  绪论

1.1 论文的研究背景

在计算机与通信技术的高速发展的今天，在国防、医疗、教育等领域中，人类对数据采集的需求不断增加，数据采集系统已经被广泛地应用。在处理器系统中，多核CPU、并行计算等处理器架构的迅速发展，导致在整个数据分析处理过程中，数据的传输速度成为一个瓶颈[1]。而在军事技术、电子通讯等领域中，对数据采集的实时性要求越来越高，所以研究高速数据采集技术很有必要。

雷达回波数据采集和存储是雷达信号处理算法验证和目标识别特征提取与识别的基础。在国防系统中，使用雷达系统对目标进行探测时，需要对大量的实时数据进行采集和处理，而现在大时宽带宽雷达得到了广泛应用，系统的采样率随之越来越高[2]，所以需要可以高速存储采样数据的系统作为支撑，从而尽可能快地完成实时数据的采集和存储[3]。