[发明专利]一种基于光纤传输的数据总线延长装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于光纤传输的数据总线延长装置及方法，装置包括主机卡、光纤组件和目标卡，主机卡包括PCIE总线接口模块、信号处理模块、控制模块和电源模块；PCIE总线控制电路采用寄存器可配置的PCIE总线控制芯片，电阻网络设置在PCIE总线的数据发送端与光电转换模块之间；目标卡包括PCIE总线输入接口、时钟Buffer、交换模块、和桥接模块，以及与主机卡功能一致的电源模块、控制模块和信号处理模块。本发明可以将PCIE、PCI、CPCIE、CPCI、SATA、USB总线延长，用于系统装备机内和机间的高速互联和远距离通信；可以将宿主设备的PCIE总线延长至环境试验箱中，同时实现多路板卡的测试。

技术领域

本发明涉及一种基于光纤传输的数据总线延长装置及方法。

背景技术

目前计算机、服务器和存储设备采用的数据传输总线包括以太网、PCIE、PCI、CPCIE、CPCI、SATA、USB、RS232、IIC等。其中PCIE、PCI、CPCIE、CPCI、SATA、USB总线的抗衰减能力较弱，传输距离短，只能用于近距离数据传输。当距离较远的不同设备需要进行数据传输时，只能采用网络协议进行转换传输。从而导致硬件和软件设计成本增加。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种基于光纤传输的数据总线延长装置及方法，先利用光电转换技术将PCIE总线信号转换为光信号传入光纤，延长至从端设备，再利用PCIE总线交换电路和桥接电路，将PCIE总线复用为PCIE、PCI、CPCIE、CPCI、SATA、USB总线，从而实现数据总线的延长。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于光纤传输的数据总线延长装置，包括主机卡、光纤组件和目标卡，其中：

所述主机卡包括PCIE总线接口模块、信号处理模块、控制模块和电源模块；所述PCIE总线接口模块包括PCIE总线输入接口、时钟Buffer和PCIE总线输出接口；所述信号处理模块包括PCIE总线控制电路和电阻网络，PCIE总线控制电路采用寄存器可配置的PCIE总线控制芯片，所述电阻网络设置在PCIE总线的数据发送端与光电转换模块之间；

所述光纤组件包括光纤两端连接的主端光电转换模块和从端光电转换模块，分别与主机卡和目标卡连接；

所述目标卡包括PCIE总线输入接口、时钟Buffer、交换模块、和桥接模块，以及与主机卡功能一致的电源模块、控制模块和信号处理模块。

本发明还提供了一种基于光纤传输的数据总线延长方法，主机卡信号处理模块的PCIE总线控制电路用于PCIE总线协议物理链路控制和建立，在上电初始化时，完成各项状态信息的交互和握手。在数据交互过程中，控制数据传输；PCIE总线控制电路通过控制模块中的单片机IIC总线，读写空闲状态管理的寄存器，在该寄存器的相应标志位上写入有效值，启动忽略进入空闲状态的功能；当PCIE总线的接收端检测到电压小于75mv时，PCIE总线控制芯片禁止进入空闲状态；所述寄存器的配置在握手之前上电之后马上执行，完成配置后再进行握手。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：本发明可以将PCIE、PCI、CPCIE、CPCI、SATA、USB总线延长，用于系统装备机内和机间的高速互联和远距离通信，具有较强的实用性和应用价值。同时，目前PCIE、PCI、CPCIE、和CPCI接口板卡在做环境试验时，只能与宿主设备一起放入试验箱中，才能准确测试板卡功能和性能，因此该方法存在试验成本过高，测试数量较少等缺点。而通过本发明可以将宿主设备的PCIE总线延长至环境试验箱中，再通过交换和桥接转换为多路PCIE、CPCIE、PCI和CPCI。同时实现多路板卡的测试。将宿主设备与板卡分离，有效降低试验成本。

本发明具有以下创新点：

(1)在PCIE接口的数据接收端并入电阻网络，模拟从设备在线，再通过PCIE总线控制电路完成握手协议。从而实现PCIE光通信链路建立。