随着信息技术的日益发展,卫星和雷达中频信号处理设备对信号传输带宽的要求越来越高,高速串行传输接口逐渐推广开来。PCI Express3.0是PCI Express协议的最新版本,因为其优异的传输性能,越来越广泛地运用在高速数据传输领域。目前采用FPGA内集成的PCI Express3.0硬核(Hard IP)方案虽然实现了PCI Express3.0协议的部分功能,但是直接使用难以发挥出高传输带宽的性能优势。面向这一需求,本论文研究了基于FPGA的PCI Express3.0改进型的传输方案,通过加入直接内存访问(DMA)控制器来提升PCI Express3.0总线的数据传输带宽。本文的主要研究内容如下:1.设计了PCI Express3.0 DMA控制器的总体架构,并分析了各个模块的功能。介绍了PCI Express3.0协议的相关细节和DMA控制器的概念,对Xilinx公司的PCI Express3.0硬核的特点进行了分析,归纳了目前方法存在的主要问题。2.深入研究了PCI Express3.0 DMA控制器在设计过程中存在的关键技术及难点,在此基础上提出了相应解决方案及完成整个DMA控制器设计。(a)针对DMA读完成报文的乱序机制,提出了采用Read Buffer的解决方案;(b)针对MSI中断引发的数据完整性及中断丢失隐患问题,设计了新的MSI配置流程;(c)针对普通DMA方式效率低下的问题,提出在DMA控制器中实现分散-聚合DMA方式。最后完成了整个DMA控制器的FPGA实现。3.验证了实现的PCI Express3.0 DMA控制器。通过搭建系统测试平台验证设计的DMA控制器的功能性、传输速度以及稳定性,并给出了测试方案与结论。最后通过测试验证表明,设计的DMA控制器达到设计指标。当DMA传输大小为16MB时,x4通路的DMA读/写速度均能稳定达到1900 MBytes/s,可满足大部分超高速数据传输系统对带宽的需要。