高速视频信号的光纤传输系统设计

2.3 控制单元设计
　　整个设计的时序控制单元均由CPLD完成,在光发射端主要提供40路信号的2?押1复用、数据的锁存及系统工作的时序信号;在光接收端主要为解复用、FIFO和PLX9052提供相应的时序逻辑。本设计选用Xilinx公司的XC9572作为控制单元的核心芯片,结合它的在线编程功能,完成整个系统的时序调试与设计。
　　结合Verilog语言与原理图(sch)方法,较好地实现了整个系统时序的设计。以下是40路数字信号8?押1复用Verilog语言设计代码。
　　Module parrelserial (Data, clock, EN, OutData);
　　input [0:8] Data ;input clock ;input EN;
　　output OutData ;reg [0:8]Data;
　　reg [0:3]count;reg OutData;
　　always @(posedge clock)
　　begin
　　 if(EN)
　　 count=0;
　　 else
　　 begin
　　 OutData=Data[count];
　　 count=count+1;
　　 if(count>8)count=0;
　　 end
　　 end
　　endmodule
　　3 软件设计
　　整个系统软件主要包括PCI传输单元的驱动程序和系统应用程序设计。
　　Windows下的PCI驱动程序不仅仅包括物理设备的驱动程序,也包括为文件系统等非物理设备编写的虚拟设备驱动程序。在设计中主要针对Windows2000下PCI驱动程序设计。由于Windows 2000禁止用户模式的程序访问I/O端口(Windows 95/98则允许用户程序直接访问I/O端口),直接控制物理设备的驱动程序均为内核模式。而本设计的PCI驱动程序要求对各种硬件资源访问,所以应该选择工作在零级的驱动程序模式。
　　开发设备驱动采用的主要开发工具是JUNGO公司提供的软件包Windriver。这个软件包提供开发PLX9052有关设备的文档、编译需要的头文件和库文件、调试工具和程序范例。利用其内部定义的可以调用的系统底层服务,如DMA服务、中断服务、内存管理服务、可安装文件系统服务等,结合VC++完成整个PCI设备驱动程序。本设计包括以下几个方面:
　　(1)PCI设备初始化
　　　PCI设备驱动程序首先实现识别PLX9052器件、寻址PLX9052器件的资源和对PLX9052器件中断的服务。主要调用Windirver软件包内以下函数:
　　
　　　WD_Open(hWD);
　　
　　　PCI_Get_WD_handle(&hWD);
　　
　　　PLX_LocateAndOpenBoard(0x10b5, 0x9052, UseInt);
　　(2)PCI端口地址操作
　　　PCI总线是32位的总线标准,在进行I/O操作时通常要进行双字(DWORD)操作,而在Windows 2000下,系统不允许处于优先级3的用户程序和用户模式驱动程序直接使用I/O指令。任何对I/O的操作都需要借助内核模式驱动来完成。笔者主要调用Windirver软件包内两个函数来完成。
　　
　　IO_ReadByteString(DWORD dwIOAddr, PBYTE pBuf, DWORD dwBytes);
　　
　　IO_WriteByteString(DWORD dwIOAddr, PBYTE pBuf, DWORD dwBytes);
　　(3)内存的读写
　　　PLX9052与计算机进行数据通信主要采取DMA方式,在Windriver中提供了相应内存读取两个函数,通过对它的调用可实现PLX9052与计算机内存的数据交换。
　　
　　IO_Read32BitRegister(DWORD dwAddr);
　　
　　IO_Write32BitRegister(DWORD dwAddr, DWORD dwData)?鸦
　　整个系统的应用程序研制都基于微软公司的VC++开发设计,可用于Windows 2000 操作系统下。
　　整个光纤传输系统利用复用、解复用,结合PCI技术实现了高速视频数字化信号远距离传输及控制、实时显示等功能,传输距离15km,可记录数据量为128K字节。目前已将设计用到相关的测试项目中,并将进一步改进扩大数据的容量及稳定性。
参考文献
1 Asada, Hideyuki Yamada, Takashi Rabou. Optical fiber digital transmission of multiplexed video and audio signals suitable for multimedia applications[J].IEEE Transactions on Consumer Electronics. 1998; 44(2): 273～279
2 P.A.Levine,D.J. Sauer,F.V.Shallcross et al. High Frame Rate Multi-Port CCD Imager and Camera[J].SPIE,1992; 1952:257～267
3 Aglient Technology Inc. Low Cost Gigabit Rate Transmit/Receive Chip Set With TTL I/Os[M]. 2002
4 PLX Technology Inc. PCI 9054 Data Book V2.0[M].1999
5 刘 颖,王春悦. 数字通信原理与技术[M].北京:北京邮电大学出版社,2002
6 张宝富,刘忠英.现代光纤通信与网络教程[M].北京:人民邮电出版社,2002