6U VPX 高性能计算存储板卡

  一、板卡概述

高性能VPX信号处理板基于标准6U VPX架构，提供两个标准FMC插槽，适用于电子对抗或雷达信号等领域的高性能采集、回放以及相关处理。通过扣接不同的数据接口FMC子卡的方式，可实现不同采样频率、不同量化位数、不同通道数、不同信号形式的采集、回放、处理的功能模块。高性能VPX信号处理板主要包含大规模FPGA、多核DSP、大容量DDR3存储器、FMC插槽、扩展IO、板载时钟等，模块原理框图如下图所示：

二、处理板技术指标

主FPGA子系统规格 　　1) 支持扩展2个FMC子卡，符合VITA57标准； 　　2) 选用Xilinx 公司Virtex7系列FPGA，型号XC7VX690T-2FFG1761I 　　3) FPGA外挂2组DDR3 SDRAM，每组容量4GB，位宽64bit，工作速率1333MHz； 　　4) 引出22对LVDS到背板P6；  　　5) 引出4组4×GTX连接到P2，每对连接的传输速率不小于6Gbps，可根据需要配置为RapidIO、RocketIO、SATAII/III工作方式； 　　6) 通过本地总线、RapidIO与DSP连接; 　　7) 提供主FPGA所有接口代码的封装库； DSP子系统规格 　　1) 选用TI公司8核DSP，型号TMS320C6678，工作主频1GHz； 　　2) 外挂1组DDR2 SDRAM，容量2GB，位宽64bit，工作速率533MHz； 　　3) 提供1组4×RapidIO连接到FPGA； 　　4) 通过EMIF总线与配置FPGA互联； 　　5) 提供2×PCIe连接到P2； 　　6) 提供2个千兆以太网到P4； 　　7) 提供1个RS232串口到P4； 　　8) 提供1个千兆以太网接口到前面板； 　　9) 提供1个RS232串口到前面板；
配置FPGA子系统规格 　　1) 选用Xilinx公司Spartan6系列FPGA，型号XC6SLX100； 　　2) 配置FPGA用于模块配置控制管理，模块复位初始化管理，模块工作时钟网络管理等工作； 　　3) 通过LBC总线与PowerPC互联； 　　4) 外接NorFLASH和NandFLASH，NorFLASH容量1Gb；NandFLASH容量8GB； 　　5) 输出1路串口到前面板； 　　6) 可通过DSO经配置FPGA实现对V7 FPGA进行程序动态加载， S6 给V7 FPGA加载配置时钟不低于50MHz； 　　7) 提供配置FPGA所有接口的源码封装库及源码工程。

三、子卡配用：

       该产品系我司自主研发。基于标准6U VPX架构。 
二、产品特性
大存储容量8TB  读写方式RAID0 ,读写速率2GB/s 四路x4 SRIO@5Gbps/Lane  两路 x4 PCIe@5Gbps/Lane  板载4GB DDR3 SDRAM  板载 2颗 128MB NorFlash  两路1000Base-T接口  符合VITA46.0 VPX Base Standard 
三、原理框图

一、板卡概述

      板卡基于6U VPX标准结构，包含一个C6678 DSP芯片，一个XCVU9P 高性能FPGA，双路HPC FMC。

二、处理板技术指标

•  DSP处理器采用TI 8核处理器TMS320C6678;

•  DSP 外挂一组64bit DDR3颗粒，总容量2GB，数据速率  1333Mb/s;

•  DSP 采用EMIF16 NorFlash加载模式，NorFlash容量  32MB;

•  DSP 外挂一路千兆以太网1000BASE-T;

•  FPGA处理器采用Xilinx VirtexUltralSCALE+ 系列芯片  XCVU9P;

•  FPGA外挂2组DDR4 ，每组2GB，64bit 容量

•  FPGA 外挂2组FMC HPC 连接器;

•  FPGA 引出1路QSPF+，每路数据速率40Gb/s;

•  FPGA与DSP之间通过RapidIO互联 。

•  VPX 连接器上外接FPGA的24个GTY，LVDS信号，DSP的   1路以太网

三、软件系统

•  提供FPGA的接口测试程序，包括 DDR4、光纤、RapidIO、FMC等接口

•  提供DSP接口测试程序，包括DDR3、Flash、RapidIO、网络、uart接口。

四、物理特性：
•  尺寸：6U CPCI板卡，大小为160X233.35mm。 
•  工作温度：0℃～ +55℃ ，支持工业级 -40℃～ +85℃ 
•  工作湿度：10%～80%

五、供电要求: 
•  双直流电源供电。整板功耗 50W。 
•   电压：+12V 10A。 
•  纹波：≤10%

六、应用领域
 软件无线电系统，基带信号处理，无线仿真平台，高速图像采集、处理等。

一、板卡概述

       板卡基于高性能FPGA KU115设计的标准6U VPX 存储计算板，FPGA选用XCKU115-2FLVF1924，支持4组DDR4,4个QSFP+数据输入，4个PCIe的NVMe固态存储，高并行存储速度8GB/s，容量4TB。FPGA资源支持深度学习，加速计算等算法。管理FPGA使用XCZU4EG，支持PCIe，DDR4，EMMC，网络，RS232，HDMI等接口。

二、处理板技术指标

•  管理处理器采用ZYNQ Ultrascale XCZU4EG-2FBVB900I;

•  ZYNQ U 外挂一组32bit DDR4颗粒，总容量2GB，数据速率    1333Mb/s;

•  ZYNQ U 采用QSPI+EMMC加载模式，QSPI容量    32MB;

•  ZYNQ U外挂一路千兆以太网1000BASE-T;一个QSFP+接口

•  FPGA处理器采用Xilinx Kintex UltralSCALE 系列芯片 XCK115-FLVF1924

•  FPGA外挂4组DDR4 ，每组2GB，64bit 容量

•  FPGA 引出4路QSPF+，每路数据速率40Gb/s;

•  FPGA 引出4路M.2 PCIe存储，每路数据存储速率2GB/s;

•  FPGA与ZYNQ U之间通过RapidIO互联 。

•  VPX 连接器上外接FPGA的24个GTH，LVDS信号

三、软件系统

•  提供FPGA的接口测试程序，包括 DDR4、光纤、RapidIO。M.2 PCIe存储单独讨论。

•  提供ZYNQ U接口测试程序，包括DDR4、Flash、RapidIO、网络、uart接口。

四、物理特性：
•  尺寸：6U CPCI板卡，大小为160X233.35mm。 
•   工作温度：0℃～ +55℃ ，支持工业级 -40℃～ +85℃ 
•  工作湿度：10%～80%

五、供电要求: 
•   双直流电源供电。整板功耗 50W。 
•   电压：+12V 10A。 
•   纹波：≤10%

六、应用领域
高性能存储等。

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