全国产 V7 690T+FT6678 高性能实时信号处理平台设计原理

 1、概述

全国产 V7 690T+FT6678 高性能实时信号处理平台组成如图 1 所示,包含 1 片SMQ7VX690TFFG1761 和两片 FT-6678(国防科大)的 DSP,总共 3 个主芯片;每个主芯片外部各搭配 1 组 64bit 的 DDR3 内存模组以及各芯片启动配置所需要的存储芯片;采用提供 2 个 40Gbps 高性能 LCC48 封装 4 路并行光收发一体模块 (分别可转出 4 路 SFP+),在面板上通过集成多束光接口实现,3 路 10/100/1000M Ethernet(1FPGA 和 2 个 DSP 各 1 路),FPGA JTAG 接口 1 个, DSP JTAG 1 个,面板保留 2 路串口(1 路 RS422 电平,1 路 RS232 电平),提供 8 路 GPIO 接口LVTTL(4 发 4 收) ,串口和 GPIO 的接插件形式使用J30J 接口(可转出 ODU 7 芯的接插件 ),提供 PCIE3.0 X8 接口;

互联接口:板上 3 个主要计算芯片互联接口主要采用高速串行接口 SRIO x 4,高速串行接口单 lane 速率拟定为 5Gbps。

2、技术指标 

2.1平台内部模块连接关系:

1)DSP与FPGA之间通信设计:两片DSP的 4x RapidI/O连接到FPGA,实现DSP与FPGA的RapidI/O通信;两片DSP的EMIF、GPIO和复位信号分别连接到FPGA;

2)DSP之间通信设计:两片DSP片间采用4x RapidI/O互连,用于板间RapidI/O通信;

3)每个DSP外挂4片DDR3 SDRAM,总存储容量2GB;

4)FPGA外挂2组DDR3 SDRAM,每组4片DDR3 SDRAM组成,每组存储容量2GB;

5)FPGA外挂2组FLASH ,一组SPI FLASH,存储容量为256Mb;另一组为NorFlash,存储容量为1Gb,可通过DSP向FLASH固化参数;

6)FPGA通过SPI 4X 模式实现程序加载;

7)DSP通过SPI 1X 模式实现程序加载; 

2.2外部接口:

以太网通信设计:FPGA 路提供一路 Base1000T 的以太网口,通过 RJ45 前面板引出,用于与 PC 机通信;

光纤通信设计:FPGA 路提供 2 路 QSFP+光纤接口,单路速率 40Gbs,通过光纤接口前面板引出,通过 一拖四光纤线后,其中一路可用于万兆网,另外可用于波前传感器通讯,接收图像数据或其他光纤数据通讯;FPGA 路提供 8 路光纤接口,一路可用于万兆网,四路传输图像数据,剩下三路需要看后续的情况,暂时不确定用途,我们可对剩下三路光纤做自回环验证,保证光纤通信正常。

串口通信设计:

FPGA 路提供 2 路 RS422, 2 路 RS232,用于低速数据通讯;

I/O 接口:FPGA 路提供 4 路 I/O 信号接口,用于低速数据通讯;

以太网通信设计:2 片 DSP 引出两路 Base1000T 的以太网口,通过 RJ45 前面板引出,用于与 PC 机通信;

总线接口:提供一组 PCIE3.0,X8 接口用于高速数据通讯; 

3、接口程序:

1)FPGA 千兆网络接口

2)FPGA DDR3 读写

3)FPGA SPI 接口

4)FPGA SRIO 接口

5)FPGA GPIO 接口

6)FPGA RS422 接口

7)FPGA RS232 接口

8)FPGA 与 DSP UART 接口

9)FPGA 光纤接口

10)FPGA SPI Flash Boot 正确性

11)DSP 与 DDR3 通讯数据读写

12)DSP SPI 的 bootloader 程序的正确性 

13)DSP 与 FPGA 之间的 SRIO 接口

14)DSP 与 DSP 之间的 SRIO 接口

15)DSP EMIF 接口

16)DSP 千兆以太网络

17)NorFlash 程序 BOOT 固化

18)从 FPGA 到 DSP 的 SRIO 同步中断传输

19)从 DSP 到 FPGA 的 SRIO 同步中断传输

20)TTL 接口收发 

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