摘要：應IEEE1394同光纖通道總線的互聯需求，設計了一種基于光纖通道的IEEE1394光信號傳輸系統。該系統以基于現場可編程邏輯陣列(FPGA)設計的協議映射模塊為核心，實現了將IEEE1394信號通過光纖通道進行傳輸的功能。仿真結果表明，該系統能達到1．062 5 Gb／s的工作速率。
關鍵詞：光纖通道；IEEE1394；FPGA；協議轉映射

航空電子系統經過幾十年的發展，正在經歷從模擬化向數字化系統的轉變，逐步跨入第4代航空電子系統，其主要特點就是在第3代基礎上，以高速大容量的信息交換為基礎，從綜合化向高度綜合化發展，實現資源共享與數據融合，其任務劃分、模塊分配和作業調度，都依賴于數據網絡系統的性能，這些性能包括網絡拓撲結構、傳輸帶寬、可靠性及數據延遲性能等。因此，未來先進航空電子系統中各站點之間的數據流將更為復雜，包括射頻、視頻等大流量數據，有的節點速率需求將超過1 Gb／s，而現有的低速數據總線很難滿足如此高速的數據傳輸要求。
美國國家標準委員會于1988年開始制定的光纖通道(Fiber Channel，FC)是一種高速串行總線協議，不僅具有高帶寬、高可靠性、低延時、傳輸距離遠、拓撲靈活的優點，而且支持多種上層傳輸協議。光纖通道的這一優點使得在同一物理接口上運行多種上層通道標準和網絡協議成為可能。目前已經實現的ML-STD-1553到光纖通道協議的映射，以及ML-STD-1553遠程終端器件與光纖通道互聯方案的系統綜合，為未來航空電子系統中不同總線的互連提供了一條新的途徑，使得系統在保留傳統網絡拓撲和協議的同時，獲得光纖通道所提供的高帶寬服務。
基于此設計思想，本文提出了一種IEEE1394到光纖通道傳輸協議的映射方案，在此工作基礎上，利用現場可編程邏輯陣列(FPGA)，對所提出的協議映射方案進行了硬件設計與實現，設計了一個基于FC的IEEE1394光信號傳輸系統。

1 IEEE1394到光纖通道的協議映射
首先簡要介紹本文提出的一種IEEE1394到光纖通道傳輸協議的映射方案，更詳細的說明可參考文獻。所提協議映射方案的基本思想是：在IEEE1394到FC數據包的映射過程中，保留FC原來的幀格式形式，將FC幀頭部分中源節點和目的節點的地址分別映射為IEEE1394源節點和目的節點的地址，并將IEEE1394數據包中除了數據域外的其他信息映射到FC的64 Byte可選幀頭上，數據域的信息映射到FC的有效數據區。此外，由于FC一個數據幀的有效數據區長度只有2 048 Byte，而在通道傳輸速率大于200 Mb／s，IEEE1394的等時數據包或傳輸速率大于400 Mb ／s時，異步數據包的最大有效長度將超出FC有效數據區的大小。因此，當IEEE1394數據包的長度超出了FC有效數據區長度時，應該將該數據包映射成一個連續的FC數據幀序列。下面以IEEE1394異步數據包到FC數據幀的映射為例，說明兩種協議的映射過程。
IEEE1394異步數據包及FC數據幀格式如圖1，圖2所示。圖3為IEEE1394數據幀到光纖通道幀格式映射關系。