2024年6月6日发(作者：莘俊彦)
移动互联网
基于ＰＣＩＥ的多ＦＣ子卡测试设备的设计与实现
武华邓发俊杨嫒媛
中航工业西安航空计算技术研究所
摘要：通过对Ｆｃ子卡测试需求的分析，文章提出了一种基于ＰＣＩＥ接口的多Ｆｃ子卡测试设备的设计方法。主要采用ＰＣＩＥ交换进
行总线扩展，最后经过实现和验证，结果显示该设计可以很好的满足测试和试验要求，并且该设计通用性好，通过对该设计
的升级改进，可以适用更多的ＰＣＩ／ＰＣＩＥ设备，具有一定的实用意义。
关键字：Ｆｃ子卡ＰＣＩＥ交换
ＦＣ（光纤通道，是Ｆｉｂｅｒ Ｃｈａｎｎｅｌ的缩写）是美国国家标
准委员会（ＡＮＳＩ）的Ｘ３Ｔ１１３２作组于１９８８年提出的一种高速串
行传输协议，具有高带宽、高实时性、高可靠性、扩展性好、
传输速率高、抗干扰性强、拓扑结构和服务类型灵活、支持多
种上层协议和底层传输介质等特性，为了适应航空电子环境的
应用，光纤通道提供了一组在航空电子环境中应用的协议子集
ＦＣ．ＡＥ（ｆｉｂｅｒ ｃｈａｎｎｅｌ ａｖｉｏｎｉＣＳ ｅｎｖｉｒ０ｎｍｅｎｔ），它规范了民
实现了ＦＣ—ＡＥ—ＡｓＭ通信、时间同步、网络管理等功能，保证
航电数据传输的完整性和可靠性。
１．２测试设备设计
多ＦＣ子卡测试设备设计时需要从以下几方面考虑：
（１）满足测试产品功能、性能的要求；
（２）考虑在温度冲击、湿热等恶劣的试验环境下使用：
（３）考虑一次试验中尽可能多的测试被测设备，提高资源利
用率和试验效率。
用和军用航空光纤通道交换网络与环路拓扑连接设备的选择，
ＦＣ—ＡＥ基于匿名签署消息（ＡＳＭ）的上层映身’ＪＦＣ－ＡＥ－ＡＳＭ，具
由于Ｆｃ子卡对外主要的接口为ＰＣＩＥ接口和Ｆｃ接口，因
此设计时必须通过以上两个接口对设备进行访问和测试。对于
ＰＣＩＥ接口，使用具有ＰＣＩＥ接口的ＰｏｗｅｒＰＣ处理器模块，且该
模块需要具备以太网、ＦＬＡＳＨ、ＳＲＡＭ、串口等必备的外围接口，
从而可以在其上进行软件开发和调测。同时为了一次测试多个
Ｆｃ子卡，需要使用ＰＣＩＥ交换扩展多路ＰＣＩＥ总线。对于Ｆｃ接口，
Ｆｃ子卡使用ＦＰＧＡ进行实现，输出Ｆｃ电信号。为了测试Ｆｃ协议
符合性、功能及性能等一系列内容，连接外部测试设备，将电
信号转换为光信号，需要设计转接板，一方面通过ＰＣＩＥ接口连
接母板和Ｆｃ子卡，另一方面通过光电转换电路将Ｆｃ电信号和
光信号进行转换。
有消息传输安全、低延时的特点，适用于航空电子中处理器与
传感器和显示器之间的通信。因此，ＦＣ已成为新一代先进综合
式航空电子网络互连的首选方案。
为了保证Ｆｃ产品能够满足机载应用要求，为Ｆｃ产品提供
测试、试验的平台，设计可靠、高效的机载Ｆｃ设备的测试设备
十分必要。ＦＣ子卡是广泛应用在航电系统中的一种ＦＣ产品，ＦＣ
子卡实现了Ｆｃ节点机的功能，负责为Ｆｃ网络中各个节点提供
Ｆｃ通信连接等功能，为多种应用数据提供通信支撑。
文章针对被测设备的特点，提出了一种基于ＰＣＩＥ接口的多
ＦＣ子卡的测试设备的设计方法，采用ＰｏｗｅｒＰＣ处理器的ＰＣＩＥ
接口，通过ＰＣＩＥ交换扩展多路ＰＣＩＥ总线，从而一次可以进行
多个Ｆｃ子卡的试验测试，经过验证该测试设备通信稳定可靠，
具有较高的实用性、通用性和扩展性。
为了满足高带宽、通用性和恶劣的试验环境下使用，采用
３Ｕ ＶＰＸ结构设计，通过母板和转接板连接主机和子卡。
２关键技术研究
多Ｆｃ子卡测试设备设计的关键点在于ＰＣＩＥ交换和ＰｃＩＥ
配置，下面就ＰＣＩＥ交换的选择ｆＨＰＣＩＥ配置的机制进行描述。
２．１ ＰＩＣＥ交换
１多ＦＣ子卡测试设备总体结构
１．１被测对象分析
ＦＣ子卡是嵌入式的Ｆｃ节点机，作为航电子系统接入ＦＣ网
络的接口，一方面具备与航空电子系统设备进行信息交互的接 选择ＰＣＩＥ交换芯片时，需考虑两点，首先根据系统需求和
口，即Ｆｃ接口，支持Ｆｃ．ＰＩ、 Ｆｃ—Ｆｓ和Ｆｃ．ＡＥ—ＡｓＭ协议，
Ｆｃ接口链路速率２．１２５Ｇｂｐｓ。另一方面拥有与处理器进行数据
交互的接口，从而可以将网络上的数据提交给应用，也可以将
应用的数据发送到网络上。因此设计测试设备时主要从以上两
个方面考虑。
上行和下行端口连接的ＰＣＩＥ设备的线宽、速率、数目等要求，
选择合适的配置，其次选择ＰＣＩＥ交换为透明桥还是非透明桥，
一
般在单处理器系统中使用透明桥，在进行多个处理器系统连
接时采用非透明桥。
２．２ ＰＣＩＥ总线配置机制
ＰＣＩＥ币ＨＰＣＩ环境一样，各种设备都要连接在树形总线上，
包含一种或多种功能，该设计中Ｆｃ子卡为单功能设备。当系统
首次启动时，只有处理器中根联合体（Ｒｃ）中的总线０才有编
考虑到结构和速率等要求，Ｆｃ子卡采用ｘ４ ＰＣＩＥ主机接口，
工作频率为２．５Ｇｂ／Ｓ，使用标准的ＸＭＣ结构。由ＦＧＰＡ、配置电路、
ＲＳ２３２接口、ＦＬＡＳＨ接口、时钟电路、复位电路、电源电路组成，
ＦＰ６Ａ用于实现ＦＣ接口、ＰＣＩＥ接口及片上处理器。ＦＣ子卡主要
号，其他总线还有待发现。配置软件使用深度优先搜索算法扫
…
４３
移动互联网
描ＰＣＩＥ总线树上的所有ＰＣＩＥ设备，并以此分配总线号和存储
器地址空间。
对于Ｒｃ或者ＰＣＩＥ交换使用Ｔｙｐｅ １配置头，必须初始化
主总线（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｂｕｓ Ｎｕｍｂｅｒ）、二级总线（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｂｕｓ
Ｎｕｍｂｅｒ）和从总线（Ｓｕｂｏｒｄｉｎａｔｅ Ｂｕｓ Ｎｕｍｂｅｒ）寄存器，主总线
为Ｒｃ或者桥上游的总线，二级总线为下游的总线，从总线是从
下向上分配的，为当前ＰＣＩＥ子树中编号最大的总线。需要注意
的是ＰＣＩＥ交换中有多个端口，每个端口都有一个Ｐ２Ｐ的桥，内
部有一条虚总线，配置时根据数据手册进行配置。
在桥管理的ＰＣＩＥ子树中有许多ＰＣＩＥ设备，这些ＰＣＩＥ设备
可能有自己的存储器地址空间需要被ＣＰＵ访问，通过配置桥的
Ｍｅｍｏｒｙ Ｌｉｍｉｔ禾ＨＭｅｍｏｒｙ Ｂａｓｅ寄存器，即可实现对目标设备
空间的访问。这两个寄存器用于存放ＰＣＩＥ子树上所有设备的存
储器地址空间集合的基地址和大小。
３硬件设计
多Ｆｃ子卡测试设备硬件由ＣＰＵ模块、ＰＣＩＥ交换电路、母板
和转接板组成，以上组成部分在机箱中集成，下面主要对ＣＰＵ
模块｛ＨＰＣＩＥ交换电路进行描述：
３．Ｉ ＣＰＵ模块设计
在本测试设备中，ＣＰＵ模块以ＭＰＣ８５８处理器为核心，通过
连接ＦＬＡＳＨ、内存、ＰＣＩＥ接口、网口、串口以及其他接口控制
电路实现。在ＣＰＵ模块中移植嵌入式实时操作系统ＶｘＷｏｒｋｓ，
对设备驱动进行二次开发，继而以ＶｘＷｏｒｋｓ为软件开发平台，
开发测试程序，实现板卡的测试任务。
３．２ ＰＣＩＥ交换电路
ＰＣＩＥ交换芯片选用ＰＬＸ公司的新一代非阻塞、低延迟交换
芯片，支持４８Ｌａｎｅ，１２个ＰＣＩＥ端口，通过灵活的硬件配置和
软件编程使ＰＣＩＥ交换支持多种端口配置。在本设计中，将交换
芯片配置为透明桥，且由于Ｆｃ子卡为４Ｌａｎｅ ＰＣＩＥ接口，配置１
个４Ｌａｎｅ上行端口和１１个４Ｌａｎｅ下行端口，可以满足测试设备
的功能要求。
４软件设计
依据Ｆｃ子卡测试设备的功能需求和硬件平台， 测试软件
运行在ＶｘＷｏｒｋｓ５．５操作系统上，主要包括三部分软件，ＰＣＩＥ
配置软件、ＦＣ驱动软件和Ｆｃ测试软件。ＰＣＩＥＩ配置软件主要用
于配置ＣＰＵ、ＰＣＩＥ交换芯片和Ｆｃ子卡的ＰＣＩＥ接口，通过配置
才能从ＣＰＵ端访问Ｆｃ子卡。Ｆｃ驱动软件作为Ｆｃ子卡的驱动软件，
必须在ＰＣＩＥ配置成功后，才能经过ＰＣＩＥ接口访问Ｆｃ子卡的
硬件资源、控带１］Ｆｃ子卡的通信，管理等功能。ＦＣＮ试软件通
过调用驱动软件提供的接口。
４．１ ＰＣＩＥ配置软件
ＰＣＩＥ配置软件的主要功能是对ＰＣＩＥ总线树的设备进行枚举，
通过ＰＣＩ兼容配置，从ＣＰＵ端可以访问各个Ｆｃ子卡设备。在本
设计中，只用多ＪＰＣＩ兼容配置机制，配置过程和ＰＣＩ设备类似，
主要需对ＭＰｃ８５４８和ＰｃＩＥ交换开关进行配置，内容包括配置空
间的访问，如何发现设备，访问设备空间等。最后根据Ｆｃ子卡
所在的总线和分配的存储器地址空间对Ｆｃ子卡的ＢＡＲ空间进行
映射，从而可以访问Ｆｃ设备。
数码
世界４４…
４．２ ＦＣ驱动软件
Ｆｃ驱动软件运行于主机上，主要提供访问控制ＦＣ设备、
Ｆｃ通信、时钟同步、网络管理等功能的接口，用于上层软件调
用从而满足应用具体的要求。 在该设计中，测试软件完成ＰｃＩＥ
配置后，通过调用驱动软件接口访问Ｆｃ子卡，完成子卡的初始化，
再进行相关的测试。
４．３ ＦＣ测试软件
Ｆｃ测试软件主要使用测试设备搭建的平台，进行Ｆｃ子卡的
各种测试，可以实现单个Ｆｃ子卡的功能、性能测试，也可以实
现试验环境下多个Ｆｃ子卡的通信测试。通过调用驱动软件，测
试软件可以完成以下测试：包括ＦＣ子卡硬件资源测试、ＦＣ协议
符合性测试、通信功能的测试、时钟同步功能测试、网络管理
功能测试、Ｆｃ通信带宽测试等其他功能的测试。
５验证
为了验证测试设备是否满足设计要求，需要对多个Ｆｃ子卡
进行通信功能测试。验证环境中，运行测试软件进行ＦＣ—ＡＥ—
ＡＳＭ通信测试，ＦＣ数据从ＣＰＵ端产生，通过ＰＣＩＥ接口ＤＭＡ至Ｆｃ
子卡内部，然后从Ｆｃ子卡发送出去，经过分析仪，从接收通
道接收，再从Ｆｃ子卡ＤＭＡ到ＣＰＵ端，对比发送和接收的数据是
否一致。经过串口打印和分析仪捕获的数据，Ｆｃ子卡运行稳定
可靠，验证了测试设备完全满足实验室测试验证的要求，并且
该测试设各已经用于ＦＣ子卡的试验测试，测试结果也满足试验
要求。
６结束语
文章介绍了一种基于ＰＣＩＥ接口的多Ｆｃ子卡测试设备，对
总体设计方案、硬件组成和软件设计进行了阐述，通过测试验
证了该设备良好的可行性和稳定性。该设备对提高设备试验效
率，降低科研、生产成本有显著作用，且通用性、扩展性好，
对于其他类型的ＰＣＩＥ／ＰＣＩ接口设备有很好的参考意义和借鉴
作用。
参考文献
［１］张志，翟正军，李想．航空电子光纤通道协议分析与接口
卡设计［Ｊ］．测控技术，２０１０．
［２］刘陈．Ｆｃ—ＡＦＮ络可靠性研究综述Ｊ．电子技术．２０１３．
［３］李明，李霞，周轶男．基于ＭＰＣ８５４８嵌入式系统ＰＣＩ—
Ｅｘｐｒｅｓｓ设备驱动开发Ｊ．电子技术，２０１ｉ．
［４］Ｒａｖｉ Ｂｕｄｒｕｋ，ＤｏｎＡｎｄｒｅｓｏｎ，Ｔｏｍ ｓｈａｎｌｅｙ．ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ系
统体系结构标准教材［￣Ｉ］．北京，电子工业出版社，２００５．
2024年6月6日发(作者：莘俊彦)
移动互联网
基于ＰＣＩＥ的多ＦＣ子卡测试设备的设计与实现
武华邓发俊杨嫒媛
中航工业西安航空计算技术研究所
摘要：通过对Ｆｃ子卡测试需求的分析，文章提出了一种基于ＰＣＩＥ接口的多Ｆｃ子卡测试设备的设计方法。主要采用ＰＣＩＥ交换进
行总线扩展，最后经过实现和验证，结果显示该设计可以很好的满足测试和试验要求，并且该设计通用性好，通过对该设计
的升级改进，可以适用更多的ＰＣＩ／ＰＣＩＥ设备，具有一定的实用意义。
关键字：Ｆｃ子卡ＰＣＩＥ交换
ＦＣ（光纤通道，是Ｆｉｂｅｒ Ｃｈａｎｎｅｌ的缩写）是美国国家标
准委员会（ＡＮＳＩ）的Ｘ３Ｔ１１３２作组于１９８８年提出的一种高速串
行传输协议，具有高带宽、高实时性、高可靠性、扩展性好、
传输速率高、抗干扰性强、拓扑结构和服务类型灵活、支持多
种上层协议和底层传输介质等特性，为了适应航空电子环境的
应用，光纤通道提供了一组在航空电子环境中应用的协议子集
ＦＣ．ＡＥ（ｆｉｂｅｒ ｃｈａｎｎｅｌ ａｖｉｏｎｉＣＳ ｅｎｖｉｒ０ｎｍｅｎｔ），它规范了民
实现了ＦＣ—ＡＥ—ＡｓＭ通信、时间同步、网络管理等功能，保证
航电数据传输的完整性和可靠性。
１．２测试设备设计
多ＦＣ子卡测试设备设计时需要从以下几方面考虑：
（１）满足测试产品功能、性能的要求；
（２）考虑在温度冲击、湿热等恶劣的试验环境下使用：
（３）考虑一次试验中尽可能多的测试被测设备，提高资源利
用率和试验效率。
用和军用航空光纤通道交换网络与环路拓扑连接设备的选择，
ＦＣ—ＡＥ基于匿名签署消息（ＡＳＭ）的上层映身’ＪＦＣ－ＡＥ－ＡＳＭ，具
由于Ｆｃ子卡对外主要的接口为ＰＣＩＥ接口和Ｆｃ接口，因
此设计时必须通过以上两个接口对设备进行访问和测试。对于
ＰＣＩＥ接口，使用具有ＰＣＩＥ接口的ＰｏｗｅｒＰＣ处理器模块，且该
模块需要具备以太网、ＦＬＡＳＨ、ＳＲＡＭ、串口等必备的外围接口，
从而可以在其上进行软件开发和调测。同时为了一次测试多个
Ｆｃ子卡，需要使用ＰＣＩＥ交换扩展多路ＰＣＩＥ总线。对于Ｆｃ接口，
Ｆｃ子卡使用ＦＰＧＡ进行实现，输出Ｆｃ电信号。为了测试Ｆｃ协议
符合性、功能及性能等一系列内容，连接外部测试设备，将电
信号转换为光信号，需要设计转接板，一方面通过ＰＣＩＥ接口连
接母板和Ｆｃ子卡，另一方面通过光电转换电路将Ｆｃ电信号和
光信号进行转换。
有消息传输安全、低延时的特点，适用于航空电子中处理器与
传感器和显示器之间的通信。因此，ＦＣ已成为新一代先进综合
式航空电子网络互连的首选方案。
为了保证Ｆｃ产品能够满足机载应用要求，为Ｆｃ产品提供
测试、试验的平台，设计可靠、高效的机载Ｆｃ设备的测试设备
十分必要。ＦＣ子卡是广泛应用在航电系统中的一种ＦＣ产品，ＦＣ
子卡实现了Ｆｃ节点机的功能，负责为Ｆｃ网络中各个节点提供
Ｆｃ通信连接等功能，为多种应用数据提供通信支撑。
文章针对被测设备的特点，提出了一种基于ＰＣＩＥ接口的多
ＦＣ子卡的测试设备的设计方法，采用ＰｏｗｅｒＰＣ处理器的ＰＣＩＥ
接口，通过ＰＣＩＥ交换扩展多路ＰＣＩＥ总线，从而一次可以进行
多个Ｆｃ子卡的试验测试，经过验证该测试设备通信稳定可靠，
具有较高的实用性、通用性和扩展性。
为了满足高带宽、通用性和恶劣的试验环境下使用，采用
３Ｕ ＶＰＸ结构设计，通过母板和转接板连接主机和子卡。
２关键技术研究
多Ｆｃ子卡测试设备设计的关键点在于ＰＣＩＥ交换和ＰｃＩＥ
配置，下面就ＰＣＩＥ交换的选择ｆＨＰＣＩＥ配置的机制进行描述。
２．１ ＰＩＣＥ交换
１多ＦＣ子卡测试设备总体结构
１．１被测对象分析
ＦＣ子卡是嵌入式的Ｆｃ节点机，作为航电子系统接入ＦＣ网
络的接口，一方面具备与航空电子系统设备进行信息交互的接 选择ＰＣＩＥ交换芯片时，需考虑两点，首先根据系统需求和
口，即Ｆｃ接口，支持Ｆｃ．ＰＩ、 Ｆｃ—Ｆｓ和Ｆｃ．ＡＥ—ＡｓＭ协议，
Ｆｃ接口链路速率２．１２５Ｇｂｐｓ。另一方面拥有与处理器进行数据
交互的接口，从而可以将网络上的数据提交给应用，也可以将
应用的数据发送到网络上。因此设计测试设备时主要从以上两
个方面考虑。
上行和下行端口连接的ＰＣＩＥ设备的线宽、速率、数目等要求，
选择合适的配置，其次选择ＰＣＩＥ交换为透明桥还是非透明桥，
一
般在单处理器系统中使用透明桥，在进行多个处理器系统连
接时采用非透明桥。
２．２ ＰＣＩＥ总线配置机制
ＰＣＩＥ币ＨＰＣＩ环境一样，各种设备都要连接在树形总线上，
包含一种或多种功能，该设计中Ｆｃ子卡为单功能设备。当系统
首次启动时，只有处理器中根联合体（Ｒｃ）中的总线０才有编
考虑到结构和速率等要求，Ｆｃ子卡采用ｘ４ ＰＣＩＥ主机接口，
工作频率为２．５Ｇｂ／Ｓ，使用标准的ＸＭＣ结构。由ＦＧＰＡ、配置电路、
ＲＳ２３２接口、ＦＬＡＳＨ接口、时钟电路、复位电路、电源电路组成，
ＦＰ６Ａ用于实现ＦＣ接口、ＰＣＩＥ接口及片上处理器。ＦＣ子卡主要
号，其他总线还有待发现。配置软件使用深度优先搜索算法扫
…
４３
移动互联网
描ＰＣＩＥ总线树上的所有ＰＣＩＥ设备，并以此分配总线号和存储
器地址空间。
对于Ｒｃ或者ＰＣＩＥ交换使用Ｔｙｐｅ １配置头，必须初始化
主总线（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｂｕｓ Ｎｕｍｂｅｒ）、二级总线（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｂｕｓ
Ｎｕｍｂｅｒ）和从总线（Ｓｕｂｏｒｄｉｎａｔｅ Ｂｕｓ Ｎｕｍｂｅｒ）寄存器，主总线
为Ｒｃ或者桥上游的总线，二级总线为下游的总线，从总线是从
下向上分配的，为当前ＰＣＩＥ子树中编号最大的总线。需要注意
的是ＰＣＩＥ交换中有多个端口，每个端口都有一个Ｐ２Ｐ的桥，内
部有一条虚总线，配置时根据数据手册进行配置。
在桥管理的ＰＣＩＥ子树中有许多ＰＣＩＥ设备，这些ＰＣＩＥ设备
可能有自己的存储器地址空间需要被ＣＰＵ访问，通过配置桥的
Ｍｅｍｏｒｙ Ｌｉｍｉｔ禾ＨＭｅｍｏｒｙ Ｂａｓｅ寄存器，即可实现对目标设备
空间的访问。这两个寄存器用于存放ＰＣＩＥ子树上所有设备的存
储器地址空间集合的基地址和大小。
３硬件设计
多Ｆｃ子卡测试设备硬件由ＣＰＵ模块、ＰＣＩＥ交换电路、母板
和转接板组成，以上组成部分在机箱中集成，下面主要对ＣＰＵ
模块｛ＨＰＣＩＥ交换电路进行描述：
３．Ｉ ＣＰＵ模块设计
在本测试设备中，ＣＰＵ模块以ＭＰＣ８５８处理器为核心，通过
连接ＦＬＡＳＨ、内存、ＰＣＩＥ接口、网口、串口以及其他接口控制
电路实现。在ＣＰＵ模块中移植嵌入式实时操作系统ＶｘＷｏｒｋｓ，
对设备驱动进行二次开发，继而以ＶｘＷｏｒｋｓ为软件开发平台，
开发测试程序，实现板卡的测试任务。
３．２ ＰＣＩＥ交换电路
ＰＣＩＥ交换芯片选用ＰＬＸ公司的新一代非阻塞、低延迟交换
芯片，支持４８Ｌａｎｅ，１２个ＰＣＩＥ端口，通过灵活的硬件配置和
软件编程使ＰＣＩＥ交换支持多种端口配置。在本设计中，将交换
芯片配置为透明桥，且由于Ｆｃ子卡为４Ｌａｎｅ ＰＣＩＥ接口，配置１
个４Ｌａｎｅ上行端口和１１个４Ｌａｎｅ下行端口，可以满足测试设备
的功能要求。
４软件设计
依据Ｆｃ子卡测试设备的功能需求和硬件平台， 测试软件
运行在ＶｘＷｏｒｋｓ５．５操作系统上，主要包括三部分软件，ＰＣＩＥ
配置软件、ＦＣ驱动软件和Ｆｃ测试软件。ＰＣＩＥＩ配置软件主要用
于配置ＣＰＵ、ＰＣＩＥ交换芯片和Ｆｃ子卡的ＰＣＩＥ接口，通过配置
才能从ＣＰＵ端访问Ｆｃ子卡。Ｆｃ驱动软件作为Ｆｃ子卡的驱动软件，
必须在ＰＣＩＥ配置成功后，才能经过ＰＣＩＥ接口访问Ｆｃ子卡的
硬件资源、控带１］Ｆｃ子卡的通信，管理等功能。ＦＣＮ试软件通
过调用驱动软件提供的接口。
４．１ ＰＣＩＥ配置软件
ＰＣＩＥ配置软件的主要功能是对ＰＣＩＥ总线树的设备进行枚举，
通过ＰＣＩ兼容配置，从ＣＰＵ端可以访问各个Ｆｃ子卡设备。在本
设计中，只用多ＪＰＣＩ兼容配置机制，配置过程和ＰＣＩ设备类似，
主要需对ＭＰｃ８５４８和ＰｃＩＥ交换开关进行配置，内容包括配置空
间的访问，如何发现设备，访问设备空间等。最后根据Ｆｃ子卡
所在的总线和分配的存储器地址空间对Ｆｃ子卡的ＢＡＲ空间进行
映射，从而可以访问Ｆｃ设备。
数码
世界４４…
４．２ ＦＣ驱动软件
Ｆｃ驱动软件运行于主机上，主要提供访问控制ＦＣ设备、
Ｆｃ通信、时钟同步、网络管理等功能的接口，用于上层软件调
用从而满足应用具体的要求。 在该设计中，测试软件完成ＰｃＩＥ
配置后，通过调用驱动软件接口访问Ｆｃ子卡，完成子卡的初始化，
再进行相关的测试。
４．３ ＦＣ测试软件
Ｆｃ测试软件主要使用测试设备搭建的平台，进行Ｆｃ子卡的
各种测试，可以实现单个Ｆｃ子卡的功能、性能测试，也可以实
现试验环境下多个Ｆｃ子卡的通信测试。通过调用驱动软件，测
试软件可以完成以下测试：包括ＦＣ子卡硬件资源测试、ＦＣ协议
符合性测试、通信功能的测试、时钟同步功能测试、网络管理
功能测试、Ｆｃ通信带宽测试等其他功能的测试。
５验证
为了验证测试设备是否满足设计要求，需要对多个Ｆｃ子卡
进行通信功能测试。验证环境中，运行测试软件进行ＦＣ—ＡＥ—
ＡＳＭ通信测试，ＦＣ数据从ＣＰＵ端产生，通过ＰＣＩＥ接口ＤＭＡ至Ｆｃ
子卡内部，然后从Ｆｃ子卡发送出去，经过分析仪，从接收通
道接收，再从Ｆｃ子卡ＤＭＡ到ＣＰＵ端，对比发送和接收的数据是
否一致。经过串口打印和分析仪捕获的数据，Ｆｃ子卡运行稳定
可靠，验证了测试设备完全满足实验室测试验证的要求，并且
该测试设各已经用于ＦＣ子卡的试验测试，测试结果也满足试验
要求。
６结束语
文章介绍了一种基于ＰＣＩＥ接口的多Ｆｃ子卡测试设备，对
总体设计方案、硬件组成和软件设计进行了阐述，通过测试验
证了该设备良好的可行性和稳定性。该设备对提高设备试验效
率，降低科研、生产成本有显著作用，且通用性、扩展性好，
对于其他类型的ＰＣＩＥ／ＰＣＩ接口设备有很好的参考意义和借鉴
作用。
参考文献
［１］张志，翟正军，李想．航空电子光纤通道协议分析与接口
卡设计［Ｊ］．测控技术，２０１０．
［２］刘陈．Ｆｃ—ＡＦＮ络可靠性研究综述Ｊ．电子技术．２０１３．
［３］李明，李霞，周轶男．基于ＭＰＣ８５４８嵌入式系统ＰＣＩ—
Ｅｘｐｒｅｓｓ设备驱动开发Ｊ．电子技术，２０１ｉ．
［４］Ｒａｖｉ Ｂｕｄｒｕｋ，ＤｏｎＡｎｄｒｅｓｏｎ，Ｔｏｍ ｓｈａｎｌｅｙ．ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ系
统体系结构标准教材［￣Ｉ］．北京，电子工业出版社，２００５．