常见嵌入式光纤总线协议介绍
来源: | 作者:无锡创信航电子科技有限公司 | 发布时间: 2025-10-15 | 16 次浏览 | 分享到:

常见嵌入式光纤总线协议有:RapidIO, SRIO, Aurora, GTX, GTH, ARINC 818, PCIE, SelectIO)概念及功能不清晰,现在就其功能与联系分别总结如下:

一、Serial RapidIO(SRIO)

       RapidIO是是由Motorola和Mercury等公司率先倡导的一种高性能、 低引脚数、 基于数据包交换的互连体系结构,是为满足高性能嵌入式系统需求而设计的一种开放式互连技术标准。RapidIO主要应用于嵌入式系统内部互连,支持芯片到芯片、板到板间的通讯,可作为嵌入式设备的背板(Backplane)连接。SRIO常用于数据中心、通信设备、无线基站、雷达、航空电子等领域。

SRIO是Serial RapidIO的缩写。SRIO是基于高速Serdes实现的高速串行通信协议,具有低延迟、高带宽等特点。目前,常用的Rapid IO 2.2规范支持1.25Gbps、2.5Gbps、3.125Gbps、6.25Gbps传输速率,支持×1、×2、×4链路形式。常见有电信号(如在PCB板和机箱背板)和光信号两种传输模式。

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二、Aurora

Aurora协议是一种高速串行传输通信协议,专为Xilinx FPGA器件之间实现可靠的高速数据传输而设计,它广泛应用于多种领域,如数据处理中心、高性能计算、通信和图像处理等。

Aurora协议基于低压差分信号传输技术,能够在多个物理通道上同时传输数据,并支持高达25Gbps的数据速率。它提供了一套完整的通信协议和接口标准,包括数据帧格式、时钟和复位控制,以便在FPGA之间实现可靠的数据传输。

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三、 Serdes

       串行/解串器,也可以叫串行收发器。Serdes是FPGA本身物理层集成的模块,是上层通信的基础,这里的GT、PCIE、SRIO都是以Serdes为物理基础,在此基础之上,增加了各自协议层的东西。

       XILINX公司的SERDES(Serializer/Deserializer)技术是一种高速串行器和并行器技术,用于在芯片内部或芯片之间实现高速数据传输,serdes技术主要作用是将并行数据转换为串行数据,或者将串行数据转换为并行数据进行处理。

       XILINX FPGA中,serdes和GTX是密切相关的概念。GTX收发器是一种serdes的实现,用于将并行数据转换为串行数据进行传输,或者将串行数据转换为并行数据进行处理。在XILINX FPGA中,SERDES通常是GTX收发器的总称,用来表示实现高速串行收发的功能模块。

四、GT

    GT包括GTX、GTH、GTY、GTP,是Xilinx在高速Serdes基础上,增加了其它模块,如8b/10b、64b/66b、128b/130b编码等形成的一个高速串行收发器,GT是Gigabit Transceiver的意思,它是实现当下一些高速串行接口的基础,如:PCIE、RapidIO等。GTX、GTH、GTP都是串行收发器,区别在于速率不一样,Artix-7 中的收发器类型为GTP;Kintex-7 中的收发器类型为GTX(GTXE2);Virtex-7 中的收发器类型为GTX/GTH/GTZ (GTXE2/GTHE2/GTZE2);UltraScale 中的GTHE3、GTYE3;UltraScale+ 中的GTHE4、GTYE4

五、Aurora和GT联系和区别

Aurora为数据链路层协议,gtx为更下一层级(物理层)。

Aurora协议是在GT收发器基础上实现的,利用了GT收发器提供的物理层接口来传输数据。总结起来,GT收发器是具体的硬件器件实现,而Aurora协议是一种基于该硬件的数据传输协议,Aurora协议和GT收发器结合使用,通过GT提供的高性能物理接口来实现FPGA之间的高速,可靠数据传输。

六、ARINC 818

ARINC 818 又名航空电子数字视频总线(Avionics Digital Video Bus,ADVB),于2007 年1 月由航空电子委员会(AEEC)正式对外发布,是为了满足航空电系统中高性能和关键数字视频任务传输的迫切需求。ARINC 818 是一个点对点地采用8B/10B 编码,主要用于开发高带宽、低延迟和非压缩数字视频传输的视频接口和协议。它是基于光纤通道和FC-AV 协议标准制定的,在内容上是对FC-AV 协议的简化,也是专门针对航空电子视频系统设计制定的国际统一标准,其中FC-AV 协议已经在F18 和C130AMP 等军用机型中的视频系统中得到了广泛应用,这为ARINC 818 协议的应用提供了可靠的支持和保障。

2013年初,ARINC批准了一项推进该协议的项目。来自空客、波音、COTSWORKS、埃尔比特、泰雷兹、霍尼韦尔、DDC、SRB咨询和大河科技的代表提出、讨论并起草了补充协议的项目,并于当年8月完成了工作。2013年10月31日,AEEC执行委员会一致通过了ARINC 818-2草案,ARINC 于2013年12月18日发布了ARINC 818-2,ARINC 于2019年12月16日发布了ARINC 818-3。

ARINC 818 相比于CameraLink、DVI、Firewire 和GigE 等视频数据总线在一些关键技术参数上均具有很明显的优势,这也是航空电子委员会选择ARINC 818 作为最终的航空电子视频统一标准的原因。ARINC 818 的主要特点体现在高带宽、高可靠性、低延迟、非压缩视频传输、抵抗电磁干扰、减轻线缆重量、灵活性高,兼容扩展性强,已经成为新一代航空电子数字视频总线的统一标准,在一些商业和军事项目中得到广泛应用。

创信航电子提供ARINC 818视频传输卡、发生设备和分析设备,符合ARINC 818-2和ARINC 818-3协议。ARINC 818视频传输卡提供PCIe、PXIe、XMC、VPX、USB4.0、雷电3/4等总线接口的产品,支持1 ~ 48个SRIO光纤通道传输通道,模式支持×1、×2、×4,速率支持1.25Gbps ~ 25Gbps,详情请见:ARINC 818视频传输产品线。