● 摘要
随着通信、导航、航空航天等领域的飞速发展，卫星通信带宽不断提高，最高可达1000Mbps。为实现多路高清图像数据实时接收，需要研制高带宽、强实时性通信平台。在此背景下，研制基于PCIE总线的高速数据通信平台的设计与实现具有实际意义。
系统由两部分组成，包括本地系统及上位机控制软件。其中，本地系统可实现数据接收、发送，及加解密功能；上位机软件实现本地系统控制并存储高速数据。
首先，介绍了课题背景，包括高速数据通信系统应用、PCI-E总线及FPGA技术特点等；分析了高速数据通信系统研究现状及发展方向。随后，对课题涉及的PCI-E总线标准、千兆以太网标准、PCB抗干扰设计及DMA传输等理论知识进行了介绍。
硬件设计部分，对于电路设计中涉及的重要模块设计方案，包括电源管理、数据接口、ARM-7单元等进行了详细介绍；对PCB机械尺寸、PCB叠层设计、PCI-E接口设计等PCB现实中的重要因素进行了详细分析和阐述。
软件设计部分，详细介绍了FPGA内部PCI-E接口模块周围电路逻辑的设计方法，包括PIO传输与DMA传输逻辑；对上位机软件设计流程进行了阐述，并给出了设计效果图。
最后，介绍了系统调试过程，并给出了仿真波形及运行结果。
对实验板的调试结果表明，设计的基于PCIE总线高速数据通信平台工作状态稳定，可高效传输本地数据；上位机软件运行稳定，可实现本地系统控制及数据存储，系统功能满足要求。