基于FPGA的IEEE-1394b雙向數據傳輸系統設計

　　（2）1394設備發起的異步傳輸。

　　同樣，由1394設備發起的異步傳輸即由1394設備發出異步傳輸請求，主機進行響應。因此，這一部分主要是異步請求包的發送以及異步響應包的接收，其工作流程如圖3所示。這時會產生異步請求輸出DMA中斷，這可由鏈路層芯片中斷寄存器的reqTxComplete位表征。1394設備接收到主機發來的異步響應包后，會產生異步接收響應中斷，這可通過鏈路層芯片中斷寄存器得知。另外，發送出去的請求包也將被暫時存放在內存中，以便與返回的響應包對應。

圖3 1394設備發起的異步傳輸的工作流程

　　（3）等時傳輸。

　　等時傳輸主要實現的功能是通過1394設備將外部的視頻數據等時傳輸到主機進行實時顯示。外部視頻數據與FPGA的SPI接口相連，FPGA把接收到的數據緩存在SRAM中，等時傳輸時，FPGA讀取SRAM中的數據，生成等時數據包。這一部分的主要工作就是等時數據包的發送，其工作流程如圖4所示。

圖4 等時傳輸的工作流程

　　4 測試結果分析

　　為了測試系統性能，進行了最快傳輸速度測試。設置總線傳輸速度為800Mb·s-1，根據1394總線協議的規定，每個數據包最大為4 096 bit。理論上一個傳輸周期125μs傳送一個數據包，因此每秒最多傳輸數據31.25 Mb，轉換為比特率，最大傳輸速度為250 Mb·s-1。實測的最快傳輸速度可達227 Mb·s-1，相對于1394a理論上的最大速度125 Mb·s-1提高了較多，因此該系統在傳輸速度上具有較大優勢。同時，主機端實時顯示的視頻實時性和可靠性也較好。

　　5 結束語

　　本系統，采用800 Mb·s-1的總線傳輸速率，利用FPGA內嵌的NIOSII處理器作為控制核心，實現了雙向傳輸，用異步傳輸方式傳輸主機端指令和攝像頭方位及狀態信息，用等時傳輸方式將攝像頭數據傳輸到主機端進行實時顯示。實驗表明，相對于1394a，該方案具有高速通信、可靠性高、實時性強等優點，達到了預定目標，運行良好。本系統研究的是1394設備與主機間的通信，在此基礎上還可以研究在脫離計算機的環境下，兩個1394設備間的通信傳輸以及多個設備的組網傳輸。