NI点对点数据流技术在FPGA模块的实例

NI点对点数据流技术在FPGA模块的实例1.点对点数据流介绍NI点对点数据流(P2P)技术使用PCIExpress接口在多个设备之间直接，点对点传输，而不必通过主处理器或存储器。这可使同一个系统中的设备共享信息而不必占用其它的系统资源。以下设备可支持NIP2P技术：PXIExpressNIFlexRIO现场可编程门阵列(FPGA)模块(NIPXIe-7961R、PXIe-7962R、PXIe-7965R、PXIe-7966R和PXIe-7975R)，PXIExpress数字化仪和矢量信号分析仪，包括PXIe-5644R、PXIe-5645R、PXIe-5122、PXIe-5160、PXIe-5162、PXIe-5622和PXIe-5663。在图1所描述的系统中，在NIPXIe-1075机箱中的NIPXIe-5622数字化仪使用点对点数据流直接将数据传送到NIPXIe-7965RNIFlexRIOFPGA模块。然后FPGA模块将数据传送到另一个FPGA模块用作额外的处理。由于机箱背板开关提供与模块所在插槽的直接连接，您不需要通过主控制器或进入系统资源，例如CPU和主存储器来传送数据。

图1.NIPXIe-5622数字化仪将数据流传输到两个PXIExpressNIFlexRIOFPGA模块.2.应用实例RF应用中一种常见的需求是实时频域触发。尽管大部分RF设备在一个功率级上触发，但这种实时频域触发与频率并没有关系。但是，借助NILabVIEWFPGA模块的点对点数据流和数据处理技术，您可以建立一个频域触发。图2所描述的应用中，NIPXIe-5663矢量信号分析仪使用点对点数据流将数据传送到NIFlexRIOFPGA模块进行加窗，然后转化为频域信号，并与频谱模板比较。当数据超过模板时，FPGA模块在PXI背板产生一个数字触发信号。NIPXIe-5663收到这个触发信号后，便开始捕获数据记录，包含预触发采样，并将数据存储在分析仪的标准采集内存中。然后您可以通过NI-RFSA驱动从主机访问该数据记录用于进行其它处理或存储。

图2.在此应用中，NIFlexRIOFPGA模块向NIPXIe-5663矢量信号分析仪发出一个频域触发信号.3.点对点系统的编程NI-P2P驱动极大简化了点对点数据流的编程。在图3描述的应用中，1号FPGA直接将数据传送给2号FPGA。在LabVIEWFPGA中，点对点数据读取和写入节点为数据交换提供先进先出(FIFO)的接口。这些节点类似于DMA和本地FPGAFIFO。在数据交换之前，主机必须通过NI-RIO和NI-P2PAPI将1号FPGA的写入数据流和2号FPGA的读取连接起来（如图3所示）。您可根据配置使用一个或两个VI来连接点对点数据流，进行数据交换。

图3.两个NIFlexRIOFPGA模块和相关软件之间的点对点数据流4.点对点系统基准测试NI点对点技术实现了单个方向超过1.6GB/s的数据流速率。最大吞吐量取决于数据流模块、机箱以及（如果配置支持）控制器。一般来说，这些组件速率的最低值是P2P的最大可能带宽。点对点数据传输具有非常低的延迟，但会取决于系统配置。如果仅通过FIFO和PCIe总线传输数据，典型的延迟大约为2-4微秒。但是如果由于其他业务造成总线拥塞，这一延迟偶尔会达到几十微秒的量级。当从数字化仪输出数据流，延迟通常为5微秒，如果将数据流传输到任意波形发生器，由于板载缓冲，延迟大约为10-20微秒。如果通过具有板载信号处理功能的设备进行数据传输（使用NIPXIe-5622数字化仪），则额外的滤波和其他处理可能会使延迟达到数百微秒。最后，对系统性能进行评估时，还必须考虑NIFlexRIOFPGA模块上运行的用户代码的延迟。机箱

所有数据必须通过机箱从一个模块流向另一个模块，所以机箱对于确定带宽非常重要。机箱背板的PCIExpress开关通过机箱路由数据，同时，也提供了实现点对点数据流的高带宽点对点连接。当模块所占用的多个插槽是连接在同一个PCIExpress开关上时（如图4所示）带宽取决于开关。

图4.机箱上的模块布局路由所有数