基于3U VPX XCZU15EG+TMS320C6678的信号处理板

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基于3U VPX XCZU15EG+TMS320C6678的信号处理板

 

 

1. 概述

本板卡系我司自主研发的基于3U VPX风冷、导冷架构的信号处理板，适用于高速图像处理，雷达信号处理等。芯片采用工业级设计。

板卡采用标准3U VPX架构，板上集成一片Xilinx公司ZynqUltraScale+系列FPGA XCZU15EG，一片TI公司的多核浮点处理器TMS320C6678，一片STM32 MCU用于板卡状态监控、电源控制及健康管理功能，板卡集成多片DDR、Flash、PHY、RS422等芯片。

板卡的电气与机械设计依据VPX标准（VITA 46.0），支持导冷，能够满足用户在特殊环境下的使用需求。

 

 

 

 

图 1：板卡结构框图

2. 硬件参数

表 1：板卡硬件参数

处理器	FPGA: Xilinx XCZU15EG-2FFVB1156I DSP: TI TMS320C6678 主频1.25GHz
协处理器	MCU：STM32F103C8T6
内存	FPGA-PS: 类型DDR4，位宽64bit，容量4GB FPGA-PL: 类型DDR4，位宽64bit，容量4GB DSP: 类型DDR3，位宽64bit，容量4GB
加载方式	FPGA：QSPI，SD卡，eMMC可选择 DSP：SPI加载模式，SPI Flash 32MB
LED	四个，电源状态指示灯，FPGA状态指示，DSP状态指示，MCU状态指示
仿真器接口	FPGA: Micro USB接口 DSP: 2x 7Pin JTAG接口，间距2.54mm， MCU: 3pin JTAG接口，间距2.54mm，
复位方式	外复位
前面板	4个状态指示灯 3个处理器仿真器接口 1路FPGA-PS串口 1路FPGA-PS 千兆以太网
VPX接口	P0: IIC总线，外复位，外参考时钟 P1: GTX x16，TTL/LVTTLIO x8 P2: 8路RS422，2路RS232，1路1000BASE-T，2路SGMII，TTL/LVTTL IO x8

3. 性能指标

板载一片Xilinx FPGA XC7V690T-2FFG1761I。

板载一片TI DSP TMS320C6678。

板载一片ST MCU STM32F103C8T6。

DSP连接一组DDR3，64bit位宽，容量4GB，数据速率1333MT/s。

FPGA PS连接一组DDR4，64bit位宽，容量4GB，数据速率2400MT/s。

FPGA PL连接一组DDR4，64bit位宽，容量4GB，数据速率2400MT/s。

DSP 采用SPI 加载方式，SPI Flash容量32MB。

FPGA 采用QSPI，SD卡，eMMC加载方式。

DSP和FPGA通过SRIO x4@5Gbps/Lane，SGMII高速总线互联。

DSP和FPGA通过EMIF16,GPIO,SPI,UART等低速总线互联。

VPX P1支持4组 SRIO x4@5Gbps/Lane。

VPX P1 支持8个TTL/LVTTL电平IO。

VPX P2 支持8路RS422接口至FPGA PL。

VPX P2 支持1路RS232接口至FPGA PL。

VPX P2 支持1路RS232接口至MCU。

VPX P2支持1路1000BASE-T至FPGA-PS。

VPX P2支持1路SGMII至FPGA。

VPX P2支持1路SGMII至DSP。

VPX P2支持8个TTL/LVTTL电平IO。

板卡芯片采用工业级。

板卡结构采用标准VPX 3U大小，支持风冷、导冷结构。

4. 物理特性

尺寸：大小为100mm x 160mm

工作温度：商业级 0℃ ~ +55℃，工业级-40℃~+85℃

工作湿度：10%～80%

5. 供电要求

单电源供电，整板功耗：50W

电压：DC +12V， 5A

纹波：≤10%

6. 应用领域

高速信号处理

软件无线电

雷达信号处理