基于FPGA的通用光纖通信系統設計
2020年電子技術應用第9期
楊春玲，左 令
哈爾濱工業大學 電氣工程及自動化學院，黑龍江 哈爾濱150001
摘要： 光纖通信系統在工業現場應用日益廣泛，針對現有光纖通信系統通用性、靈活性不足等問題，設計了一套通用性強、結構輕便的光纖通信系統。采用FPGA作為主控制器，通過USB3.0總線從上位機接收指令及數據，然后在光纖通信鏈路上完成數據發送與接收，并控制串化-解串器芯片和光電轉換模塊完成信號形式的轉換與傳遞。實驗結果表明，系統在1.6 Gb/s的有效速率下長時間通信無誤碼出現，能夠正確可靠地執行數據傳輸任務。
中圖分類號： TN929.1
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200289
中文引用格式： 楊春玲，左令. 基于FPGA的通用光纖通信系統設計[J].電子技術應用，2020，46(9)：110-113，117.
英文引用格式： Yang Chunling，Zuo Ling. Design of fiber-optic communication system based on FPGA[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(9)：110-113，117.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200289
中文引用格式： 楊春玲，左令. 基于FPGA的通用光纖通信系統設計[J].電子技術應用，2020，46(9)：110-113，117.
英文引用格式： Yang Chunling，Zuo Ling. Design of fiber-optic communication system based on FPGA[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(9)：110-113，117.
Design of fiber-optic communication system based on FPGA
Yang Chunling，Zuo Ling
Electrical Engineering and Automation School，Harbin Institute of Technology，Harbin 150001，China
Abstract： Fiber-optic communication system is widely used in industrial field. To solve the problems that the existing system lacks generality and flexibility, a set of fiber-optic communication system with strong versatility and light structure is designed in this paper. FPGA is used as the main controller, it can receive the instruction and data from the host computer through the USB3.0 bus, complete data transmission and reception on the fiber-optic communication link, and control the SerDes and the fiber-optic transceiver to complete the conversion and transmission of signals. The experimental results show that the system can communicate correctly and reliably under the rate of 1.6 Gb/s.
Key words : fiber-optic communication；FPGA；USB3.0；logic design
0 引言
近年來，光纖憑借其傳輸容量大、抗干擾能力強、保密性能好等優點，被廣泛用于工業現場的通信，但現有的光纖通信系統存在一些不足。國外的成熟系統價格昂貴、技術壟斷，且用戶無法根據需求對系統功能進行改動。國內研究已取得不少成果，但仍可進行改進。采用PCI、PCIe等總線接口，需要計算機進行插卡，設備不夠靈活[1-2]。采用FPGA片上集成的串行收發器，依賴于此類芯片，價格較高[3-4]。
基于上述分析，本文設計了一套基于FPGA的通用光纖通信系統。對通信部分邏輯進行了設計封裝，且在接收端預留了應用接口，用戶可以根據不同應用場合加入其他設計，具有一定的通用價值。系統采用USB3.0總線接口，方便與各類計算機及嵌入式設備進行通信，設備結構簡捷輕便。最后，光纖通信部分邏輯為自主設計，通信協議靈活，不依賴于搭載了串行收發器的芯片。
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作者信息:
楊春玲，左 令
(哈爾濱工業大學 電氣工程及自動化學院，黑龍江 哈爾濱150001)
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