端到端網絡流的介紹
發布時間：2010-10-21 20:17
發布者：conniede
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1 端到端網絡流的介紹 NI端到端網絡(P2P)流技術使用PCIExpress接口在多個設備之間直接，點對點傳輸，而不必通過主處理器或存儲器。這可使同一個系統中的設備共享信息而不必占用其它的系統資源。NIP2P技術被以下設備支持：PXIExpressNIFlexRIO現場可編程門陣列(FPGA)模塊(NIPXIe-7961R,PXIe-7962R,andPXIe-7965R)，PXIExpress數字化儀和矢量信號分析儀，包括NIPXIe-5122，PXIe-5622和PXIe-5663。 在圖1所描述的系統中，在NIPXIe-1075機箱中插入的NIPXIe-5622數字轉換器使用端到端網絡數據流直接將數據傳送到NIPXIe-7965RNIFlexRIOFPGA模塊。然后FPGA模塊作為附加過程將數據傳送到另一個FPGA模塊。由于機箱背板開關提供與模塊所在插槽的直接連接，您不需要通過主控制器或進入系統資源傳送數據，例如CPU和主存儲器。 圖1.一個NIPXIe-5622數字轉換器將數據流傳送到兩個PXIExpressNIFlexRIOFPGA模塊. 2 應用實例 RF應用中一種常見的需求是實時頻域觸發。當大部分的RF設備在一個功率級上觸發時，這種觸發與頻率無關。然而，使用NILabVIEWFPGA模塊的端到端網絡數據流和處理技術，您可以建立一個頻域觸發。圖2所描述的應用中，NIPXIe-5663矢量信號分析儀使用端到端網絡流將數據傳送到NIFlexRIOFPGA模塊，這里開有窗口，將其轉化為頻域信號，然后與掩碼比較。當數據超過掩碼時，FPGA模塊在PXI背板產生一個數字觸發信號。一旦NIPXIe-5663收到這個觸發信號，它使用它的標準采集存貯器來捕獲一個數據記錄，包含預觸發采樣。然后您可以通過NI-RFSA驅動從主機讀取這個記錄用于其它的處理或存儲。 圖2.在此應用中，NIFlexRIOFPGA模塊給NIPXIe-5663矢量信號分析儀一個頻域觸發信號. 3 編程端到端網絡系統 編寫端到端網絡數據流被NI-P2P驅動極大的簡化了。在圖3描述的應用中，1號FPGA直接在LabVIEWFPGA中傳送數據給2號FPGA，簡單的端到端網絡讀寫節點為數據交換提供先進先出的接口。這些節點類似于DMA和本地FPGAFIFO。在數據交換成為可能之前，主機必須通過其NI-RIO和NI-P2PAPI將1號FPGA的寫入數據流和2號FPGA的讀取連接起來（如圖3所示）。取決于配置，您只需要一個或兩個VI來連接端到端網絡數據流，以便于數據交換的進行。 圖3.在TwoNIFlexRIOFPGA模塊和相關軟件之間的端到端網絡流 4 基準端到端網絡系統 采用NI端到端網絡技術，超過800MB/s的數據流速率成為可能。最大處理量取決于數據流模塊，機箱，配置是否許可，以及控制器。一般來說，最低數據速率是P2P的最大可能帶寬。 4.1 底板 所有數據必須通過機箱從一個模塊流向另一個模塊，所以機箱在確定性的帶寬中扮演至關重要的角色。機箱背板的PCIExpress開關提供了數據通過機箱的路徑，同時，也提供了實現端到端網絡數據流的高帶寬的點對點連接。當模塊在機箱插槽上，直接與相同的PCIExpress開關相連時，如圖4所示，帶寬取決于開關。 圖4.機箱上的模塊安置使所有的數據經由一個PCIExpress開關. 表1顯示了一個給定機箱上PCIExpress開關的最大帶寬。連接到相同開關的任意兩個插槽的通過帶寬都可以實現，并且在給定的速率內支持一個開關的多重連接。 表1.PXIExpress機箱P2P帶寬 4.2 控制器 當一個P2P流系統的模塊并不都是連接到一個機箱背板上的相同PCIExpress開關時，數據必須通過主機控制器的板載開關或芯片，但不必通過其CPU或存儲器。配置如圖5所示。 圖5.機箱上的模塊安置使數據通過主機控制器. 表2列出了一個給定控制器的PCIExpress開關或芯片的最大帶寬。需要注意的是這些數字表示進出控制器某一部分的集合帶寬。如果多個端到端網絡流存在于這些相同的部分，它們必需共享帶寬。 圖2.PXIExpress控制器的P2P帶寬 4.3 模塊 只有機箱和控制器配置提供一定的帶寬，PXIExpress模塊本身才能決定最大可實現帶寬。下面是各種具有P2P功能裝置的基準和配置細節。 NIPXIe-7965R,PXIe-7962R,PXIe-7961RNIFlexRIOFPGA模塊:這些PXIExpressNIFlexRIOFPGA模塊具有超過800MB/s的數據IO速率。當兩個方向同時傳輸，FPGA模塊能達到單方向超過700MB/s的速率，或超過1.4GB/s的集合數據速率。數據可能包含一個單獨的流，或者多達16個獨立的流，每一個流對應裝置的一個DMA通道。數據流的數目和它們的帶寬由裝置內FPGA的配置和編程決定。 NIPXIe-5622IF數字轉換器:NIPXIe-5622是一種150MS/s,16-bit的數字轉換器，能產生多達300MB/s的數據。對于端到端網絡數據流來說，數字轉換器有一個單獨的寫入端點，位于板載存儲器的并行數據通路上。您可以將采集到的數據寫入這個端點從而傳輸到FPGA目標，并將它通過板載存儲器送到主機。NIPXIe-5622的重要特征是采用正交數字下變頻(DDC)的板載信號處理(OSP)，能以75MS/s或250MB/s的復合I/Q數據形式提供多達60MHz的IF帶寬。在這種模式下，端到端網絡流的采樣隔行掃描選取樣本，采用先I采樣后Q采樣的方法。 圖6.采用NIPXIe-5622IF數字轉換器的端到端網絡流 端到端網絡數據流以原始的二進制傳輸，不包括縮放和校準。歸一化的系數可以被NI-SCOPE查詢并用來校準二進制數據而不必縮放成伏特。歸一化的數據符合隨后的規范，所以您可以以后翻譯這些二進制信息或將其縮放成伏特。 *最大的正二進制值對應垂直幅度的最大正向電壓。 *最大的負二進制值對應垂直幅度的最大反向電壓。 *垂直幅度被均勻劃分以對應可能的二進制值。 或者，您可以在一個單獨的步驟查詢并應用縮放系數來校準和縮放數據。請參考高速數字轉換器幫助獲得更多細節。 NIPXIe-5122高分辨率數字轉換器:TheNIPXIe-5122是一種100MS/s，雙通道，14-bit的數字轉換器，能產生多達每路每流200MB/s的數據。對于端到端網絡流，數字轉換器具有兩個寫入端點，位于板載存儲器的并行數據支路。您可以將采集的數據寫入這些端點，并將其通過板載存儲器傳送到主機。 圖7.采用NIPXIe-5122高分辨率數字轉換器的端到端網絡流 表3展示了有效的流配置實例 表3.有效的流配置 請注意，配置模塊來生成數據的速率如果超過了PXIExpressx4總線的帶寬，有可能引起數據溢出。例如，當采樣全速運行(共800MB/s)時表3的最后配置表能導致每流400MB/s的速率。如果您還將數據傳送到主機PC，您將超出總線帶寬。降低數字轉換器的采樣率能避免數據溢出。 端到端網絡數據流以原始的二進制傳輸，不包括縮放和校準。歸一化的系數可以被NI-SCOPE查詢并用來校準二進制數據而不必縮放成伏特。歸一化的數據符合隨后的規范，所以您可以以后翻譯這些二進制信息或將其縮放成伏特。 *最大的正二進制值對應垂直幅度的最大正向電壓。 *最大的負二進制值對應垂直幅度的最大反向電壓。 *垂直幅度被均勻劃分以對應可能的二進制值。 或者，您可以在一個單獨的步驟查詢并應用縮放系數來校準和縮放數據。請參考高速數字轉換器幫助獲得更多細節。 |
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