Обмен данными с компьютером, Принимаю советы и замечания по модернизации старого проекта Опции

[Boris_TS]

Тему создал в этой ветке конференции, ибо надо заменить старое ПЛИС решение на новое или на что-то вообще другое.

Как лучше модифицировать имеющееся решение:

Имеется система сбора данных - ящик 19 дюймовый 4U. Внутри ящика самопальный cross на 10 плат расширения и 1 плата управления. От платы управления шел самопальный канал связи (6 диф. пар по 50МГц) к PCI плате (32бита 5V), втыкаемой в обычный компьютер.

Назрела необходимость изменить ввод данных в компьютер (отказаться от самопальной PCI платы, да и аналогичного канала передачи данных).

Cross и пачки различных плат расширения переделывать ой как неохота, а поэтому имеем такое схемно-убогое решение: от каждой платы расширения (ввода и обработки данных) к
блоку управления тянется по 6 LVPECL пар (если быть более точным, то Xilinx LVPECL аля Virtex-E/Spartan-2E) - по 4 к плате расширения и по 2 к блоку управления, итого 60 пар.

Груды LVPECL пар, заходящих на блок управления, подаются на 2 XCV50E-7PQ240, каждый Virtex-E занимался работой со своей половиной шины. Первый мультиплексировал поточные данные от плат расширения и заливал эти данные в PC (по однонаправленной шине). Второй обрабатывал запросы от PC (записать конфигурационную информацию/считать оную из плат расширения). При таком построении системы получалось 2 независимых шины, простое решение в ПЛИС (почти что одни мультиплексоры и коммутаторы). Особенностью аппарата является то, сбор данных необходимо производить с привязкой к пространственной координате, т.е. весьма шустро реагировать на изменения скорости подвижного объекта, в котором собран измерительный комплекс - в том числе и из-за этой особенности стандартные платы ввода данных в PC не использовались (может быть зря ?).

Конструктивно блок управления может быть полноразмерной ISA (PCI) платой – с местом проблем нет – задняя планка ISA (KHPC) Bracket.

Поток (по, как я это безобразие назвал, «Control Bus») данных управления в обе стороны не превышает 1 Мбит/с.
Поток данных (по, как я это безобразие назвал, «Data Bus») от плат расширения к PC пока не превышает 16 Мбит/с, но хочется развивать (потихонечку) одну из модификаций плат расширения... и раздуть поток до 105 Мбит/с, а затем и до 210 Мбит/с (из-за возрастающих пожеланий заказчика).

Думаю надо бы переделать передачу данных на Ethernet (а лучше бы с полной поддержкой TCP/IP). А вот тут и возникают вопросы как бы это получше сделать... Т.к. изделия не серийные, то можно использовать компоненты (в т.ч. ПЛИС) ценой в несколько тысяч рублей.
1. Может собрать почти как и было: поставить 2 Startan-3AN TQ144 (теоретически запаять BGA корпуса можно у соседей, но разводкой печатной платы под BGA пока не занимался, а чувствую, что это не делается с наскоку)... и приторочить к каждому Spartan’у по некоей фиговине (у которой с одной стороны какая-то шина, а с другой Ethernet (а лучше сразу TCP/IP) - знать бы еще как оные зовутся ?) ?
2. А может быть поставить одну ПЛИС и собрать там могучий мультиплексор, разгребающий данные к/от Ethernet ?
3. Может есть другие варианты - получше гигабитного Ethernet ???

P.S. работаю только с ПЛИС Xilinx. С EDK пока еще не работал...

[SM]

Народ, вы все позабывали то, откуда берутся данные. Собрать их оттуда без ПЛИС решения вообще не видно.

[Boris_TS]

Народ, вы все позабывали то, откуда берутся данные. Собрать их оттуда без ПЛИС решения вообще не видно.

Точно.

Сейчас прорабатываю варианты реализации - какую Eth PHY проще купить (и использовать), какое внешнее ОЗУ легче достать и т.п. Но архитектура уже более или менее определилась: две груды LVPECL линий заходят на Spartan-3AN (благо, хоть это и не документированно для этой ПЛИС, но при желании, можно собрать LVPECL выходы аналогичные "Virtex-E LVPECL"), благополучно преобразуются в 2 потока (данных и команд), далее запихиваются во внешнее ОЗУ. При освобождении Eth Gigabit MAC, данные из ОЗУ заталкиваются в MAC, и в служебном массивчике метятся как переданные (но пока еще без подтверждения о получении), после получения такого подтверждения для конкретного пакета, место, занимаемое в ОЗУ этим пакетом, считается свободным. Ну и в таком духе дальше принимать/передавать данные.

Еще раз напомню, т.к. не прозвучало достаточных (для меня) доводов: почему надо пухнуть с поддержкой UDP/IP, то предполагаю обойтись голым Ethernet'ом и соединение сделать по меди аппаратно точно-точка (без коммутаторов и прочей дряни).
Также не может не радовать и то, что выступившим удалось передать более 100МБайт/с по Gigabit Ethernet, мне же всего-то требуется только 15МБайт/с (или, если очень захочется заказчику увеличить количество датчиков - ну никак не более 30МБайт/с - только для меня остается загадной: нафига ставить еще больше датчиков - их и так в полноценной системе их дофига, а обычно заказывают с 50%-60% каналов сбора данных).

[Builder]

Еще раз напомню, т.к. не прозвучало достаточных (для меня) доводов: почему надо пухнуть с поддержкой UDP/IP, то предполагаю обойтись голым Ethernet'ом и соединение сделать по меди аппаратно точно-точка (без коммутаторов и прочей дряни).

Один из плюсов UDP - стандартные возможности програмирования, например в винде стандартно можно работать только с TCP и UDP, если ниже, придётся использовать WinPCap: http://netgroup-serv.polito.it/winpcap/
Если WinPCap допустим, можно и без UDP попробовать.

Сейчас прорабатываю варианты реализации - какую Eth PHY проще купить (и использовать), какое внешнее ОЗУ легче достать и т.п.

И к чему склоняетесь?

преобразуются в 2 потока (данных и команд), далее запихиваются во внешнее ОЗУ. При освобождении Eth Gigabit MAC, данные из ОЗУ заталкиваются в MAC, и в служебном массивчике метятся как переданные (но пока еще без подтверждения о получении), после получения такого подтверждения для конкретного пакета, место, занимаемое в ОЗУ этим пакетом, считается свободным. Ну и в таком духе дальше принимать/передавать данные.

Кстати, как-то пролистал стандарт на TCP, и меня терзают смутные мысли, что если начать делать такой протокол, получится почти тот-же TCP, только без уровня функций пользователя. Ни кто не пробовал, насколько это так?

[blackfin]

Кстати, как-то пролистал стандарт на TCP, и меня терзают смутные мысли, что если начать делать такой протокол, получится почти тот-же TCP, только без уровня функций пользователя. Ни кто не пробовал, насколько это так?

Есть ещё древний RDP (rfc908+rfc1151):

The Reliable Data Protocol (RDP) is designed to provide a
reliable data transport service for packet-based applications
such as remote loading and debugging. The protocol is intended
to be simple to implement but still be efficient in environments
where there may be long transmission delays and loss or non-
sequential delivery of message segments.