数字通信相关技术以及计算机技术的快速发展极大地推动了高速数据传输的需求。在数据采集、雷达通信、遥感探测等领域,数据量的日益增大和数据处理的日益复杂化,使得高速数据传输逐渐成为通信系统设计中的关键点。高速数据传输系统能够保障数据传输的快速性、稳定性、可靠性,因此高速数据传输系统的研制迫在眉睫。针对高速数据传输的需求,本文从实际工程项目出发,研制一款基于PCI Express的光纤通信板卡,用于实现数据的高速稳定传输。本文依据自顶向下的方法,给出PCIe光纤通信卡的总体设计方案。在硬件结构设计方面,采用核心板和功能板堆叠的方案减小板卡面积,保证板卡的灵活性和扩展性。在硬件设计过程中,对PCIe光纤通信卡进行高速串行信号仿真以保证板卡设计的合理性。本课题研制的PCIe光纤通信卡选用ZYNQ芯片作为主控芯片,选用SRIO协议和PCIe协议作为板卡的光纤接口协议和主机接口协议,利用DDR3 SDRAM实现高速数据缓存功能。对于板卡的各功能模块设计,以SRIO Gen2 IP核为基础设计光纤通信模块,实现板卡的光纤数据接收功能。以MIG IP核为主体设计高速缓存模块,实现数据的高速缓存功能,保证数据传输的可靠性。针对PCIe通信模块的功能实现,设计基于Xilinx XDMA和基于RIFFA的两种解决方案,并对两种方案的性能进行测试与分析。利用WinDriver和Visual Studio对板卡的驱动程序及应用程序进行设计,实现由上位机控制板卡进行数据传输的功能。测试结果表明,本课题研制的基于PCI Express的光纤通信卡能够实现数据的高速稳定传输,数据传输能力达到设计需求,具有重要的理论意义和实用价值。