全国产V7+FT6678高性能实时信号处理平台

1、概述

纯国产高性能实时信号处理平台组成如图1所示，包含1片性能不低于深圳国微的SMQ7VX690TFFG1761和两片性能不低于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8路以上SFP+（10Gbps），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），通用GPIO≥6路LVTTL，提供PCIE3.0 X8接口；

互联接口：DCU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。

实时信号处理平台硬件实物图

实时信号处理平台硬件原理框图 

2、硬件设计

整板尺寸（不含护角、接插件）：宽x深x高=180×240×30（mm）；

整板重量（不含AC/DC电源）：小于1Kg；

整板供电：12VDC，插件采用4pin KPJX-4S-S电源插座；

3、外部接口：

1)以太网通信设计：FPGA路提供一路Base1000T的以太网口,通过HJ30J接口(可转成RJ45网口）前面板引出，用于与PC机通信；

2)光纤通信设计：FPGA路提供8路光纤接口，单路速率≥10Gbs,通过光纤接口前面板引出，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；

3)串口通信设计：FPGA路 J30J转2对RS232（2rx/2tx）；转2对RS422（2rx/2tx）；用于低速数据通讯；

4) I/O接口：FPGA路 J30J转4对I/O信号接口LVTTL（4发4收），用于低速数据通讯；

5)以太网通信设计：2片DSP分别引出两路Base1000T的以太网口,通过HJ30J接口(可转成RJ45网口），用于与PC机通信；

6)总线接口：提供一组PCIE3.0 X8接口用于高速数据通讯。

7）电源接口：输入电压12V；

计算性能：硬件用于计算的主芯片主要包含1片FPGA，型号采用深圳国微的SMQ7VX690TFFG1761，2片DSP芯片型号采用FT-6678（国防科大），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；

4、平台内部模块连接关系：

（1）DSP选择国防科大FT-6678，FPGA选择深圳国微的SMQ7VX690TFFG1761；

（2）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;

（3）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；

（4）存储功能：两个DSP分别外挂4片DDR3 SDRAM，每个DSP存储容量2GB;两个DSP总存储容量4GB；

（5）存储功能：FPGA外挂2组DDR3 SDRAM，每组4片DDR3 SDRAM组成，每组存储容量2GB,总存储容量4GB;

（6）存储功能：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；

（7）两个DSP分别外挂1个FLASH，容量128Mb，可向FLASH固化参数;

（8）程序加载功能：FPGA通过SPI 4X 模式实现程序加载；DSP通过SPI 1X 模式实现程序加载；

5、性能指标：

 FPGA主要功能：

a)   千兆网络传输，传输速率≥600Mbps

b)   DDR读写，读写速率≥3200MB/s

c)   SPI接口控制≥20Mbps

d)   SRIO数据读写（x4模式），读写速率≥12Gbps

e)   GPIO数据读写，读写速率≥160Mbps

f)   Flash数据读写，读写速率≥18Mbps

g)   光纤数据读写，单个lane读写速率≥10Gbps

h)   串口发送接收，读写速率≥115200bps

i)   固件加载时间：FPGA固件程序从SPI FLASH加载时间不大于900ms。

n  DSP功能：

j)   SPI的bootloader程序

k)   SRIO通讯（X4模式），读写速率≥12Gbps

l)   网络通讯，传输速率≥600Mbps

m)   NorFlaah 程序 BOOT

n)   EMIF数据读写，传输速率≥800Mbps

o)   DSP通过SPI 1X 模式实现程序加载

6、 环境适应性：

1)   工作温度：-35℃~55℃

2)   存储温度：-40℃~60℃

3)   相对湿度：≤75％(25℃)

具有良好的防潮、防雨、防震、防沙尘、防霉（符合国军标 150.10A-2009《军用设备实验室环境实验方法 第 10 部分:霉菌试验》有关规定要求，霉菌试验后长霉等级应不大于 1 级）防冻、防盐雾（盐雾浓度: 6mg/m3)、耐日晒、防火、防锈蚀等设计。