VPX信号处理卡设计原理图：9-基于DSP TMS320C6678+FPGA XC7V690T的6U VPX信号处理卡

基于DSP TMS320C6678+FPGA XC7V690T的6U VPX信号处理卡

一、概述

 

 

信号处理平台原理框图

二、设计参考标准 

   VITA46.0 VPX Base Standard

   VITA46.3 Serial RapidIO on VPX Fabric Connector

    VITA46.4 PCI Express on VPX Fabric Connector

    VITA46.7 Ethernet on VPX Fabric Connector

三、技术指标 

   DSP外挂一簇DDR3，数据位宽64bit，容量2GB；数据速率1333MHz；

   DSP外挂NorFlash容量32MB；

   DSP采用EMIF16-NorFlash加载模式；

   DSP连接一路1000BASE-T千兆以太网至前面板；

   DSP连接一路1000BASE-T千兆以太网至VPX P4；

   DSP连接PCIe x2 至VPX P2；

   FPGA外挂两簇DDR3，每簇容量4GB,位宽64bit，总容量8GB；数据速率1600MHz；

   FPGA 外挂NorFlash容量128MB；

   FPGA的加载模式为BPI模式；

    FPGA外接2路FMC-HPC；

   FPGA 连接GTH x8至VPX P1；

    FPGA 连接GTH x4至VPX P2；

   FPGA 连接一路QSFP+至前面板；光口速率40Gbps；

    DSP和FPGA通过 SRIO x4 @ 5.0Gbps /per Lnae互联；

    DSP和FPGA实现GPIO，SPI 互联；

    DSP和CFPGA 实现GPIO，SPI，EMIF互联； 

    FPGA和CFPGA实现GPIO 互联；

    CFPGA 连接一路1000BASE-T千兆以太网至VPX P4。

    板卡要求工业级芯片。结构满足抗震要求。

四、物理特性

              工作温度：商业级 0 ~ +55，工业级-40~+85

              工作湿度：10%～80%

五、供电要求

              单电源供电，整板功耗：40W

        电压：DC +12V，5A 

         纹波：≤10%

六、应用领域

       信号处理，无线电通信领域。

七、采集存储计算一体应用

   本应用模式，是通过VPX 进行扩展后板，接入四路M.2的固态硬盘存储。

每块存储盘与FPGA之间采用PCIE3.0 x4接口，可将单块存储盘的性能都得到充分发挥。例如：单盘持续读写带宽≥2GB/s，则单盘的存储阵列持续读写带宽≥2GB/s；当多块盘并行工作时，存储阵列读写带宽成指数增长，2块盘则≥4GB/s,4块盘则≥8GB/s,以此类推。

存储阵列的存储容量由单盘配置决定，目前单块NVME存储盘存储容量可选择512GB、1TB、2TB、4TB、8TB、16TB。例如配置4块存储盘，则存储阵列容量最高可达64TB。

   硬盘管理通过文件系统，FPGA的PCIeX4与 6U VPX主板互联，操作系统直接映射管理硬盘，也可以通过前面板QSFP+ 光纤导出给其他服务器设备。

  FMC子卡可以扩展高速AD，DA， 也可以扩展8路光纤，图像子卡等。

  本方案优势就是集中的进行采集，存储，计算一体化，降低硬件成本、功耗，减小设备体积、重量。带来的问题就是FPGA程序集成度很大，开发难度高。

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