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SRIO接口，FPGA实现，学习笔记。

article 2024/10/28 11:51:38

SRIO接口的原理和定义

原理

SRIO（Serial RapidIO）是一种高速串行通信接口，主要用于在FPGA、DSP和其他处理器之间进行数据传输。其核心原理基于高速串行差分信号传输，支持点对点、多对多等多种通信模式。SRIO接口的特点包括高带宽、低延迟、高效率、低功耗，并具备容错机制和流量控制功能。

定义

SRIO接口定义了以下三个层次：

逻辑层：负责管理芯片间的通信，定义了数据包的格式和处理流程。
物理层：涉及电气特性和物理连接，实现数据的高速串行传输。
事务层：处理流量控制和维护等功能，确保数据传输的可靠性和效率。

FPGA实现SRIO的逻辑

在FPGA中实现SRIO接口，主要涉及以下几个步骤：

配置SRIO IP核：使用FPGA厂商提供的IP核，配置其参数以适应特定的应用需求。
设计用户逻辑：编写Verilog代码，实现与SRIO IP核的接口和控制逻辑。
时钟管理和同步：确保数据传输的稳定性和可靠性。

以下是FPGA实现SRIO接口的简化Verilog代码示例：

module srio_interface (
    input wire clk,           // 时钟信号
    input wire rst_n,         // 复位信号（低电平有效）
    
    // AXI4-Stream 接口（与逻辑层交互）
    input wire [31:0] s_axis_tdata,
    input wire s_axis_tvalid,
    output wire s_axis_tready,
    
    // SRIO 物理层接口
    output wire [31:0] srio_tx_data,
    output wire srio_tx_valid,
    input wire srio_tx_ready,
    input wire [31:0] srio_rx_data,
    input wire srio_rx_valid
);

// AXI4-Stream 接口信号
wire [31:0] axis_tdata;
wire axis_tvalid;
wire axis_tready;

// SRIO 物理层信号
wire [31:0] srio_tx_data_int;
wire srio_tx_valid_int;
wire srio_tx_ready_int;
wire [31:0] srio_rx_data_int;
wire srio_rx_valid_int;

// 用户逻辑处理
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
    if (!rst_n) begin
        // 复位逻辑
        axis_tready <= 1'b0;
        srio_tx_data_int <= 32'd0;
        srio_tx_valid_int <= 1'b0;
    end else begin
        // 数据接收
        axis_tready <= srio_tx_ready_int;
        
        // 数据发送
        if (axis_tvalid && axis_tready) begin
            srio_tx_data_int <= axis_tdata;
            srio_tx_valid_int <= 1'b1;
        end else begin
            srio_tx_valid_int <= 1'b0;
        end
    end
end

// AXI4-Stream 接口绑定
assign s_axis_tready = axis_tready;
assign axis_tdata = s_axis_tdata;
assign axis_tvalid = s_axis_tvalid;

// SRIO 物理层接口绑定
assign srio_tx_data = srio_tx_data_int;
assign srio_tx_valid = srio_tx_valid_int;
assign srio_tx_ready_int = srio_tx_ready;
assign srio_rx_data_int = srio_rx_data;
assign srio_rx_valid_int = srio_rx_valid;

endmodule