VPX总线的技术规范及应用

VPX总线的技术规范及应用.转西安电子研究所第4期郑东卫等:VⅣ总线的技术规范及应用的引脚映射关系)接器和6个16-列7-行I2连接器,这些连接VIA46.2支持PCI分别定义为PPP2PP4PP6见图3分V『A463支持串行RiD(定义了4x串行Rapido的引御映射关系)vTA464支持PCIF: xpressVIA45支持 HypertransportPIVⅣA466支持 G it ethemetIA46支持10 G gab it e thenetVIA468支持 Infn bandVTA46.9支持MC/MCP3VTA46.10支持 Reartransit in m odulevIA46.l支持 a dvanced swy itch inⅤIA46.12ⅤIA46模块与底板的按键定义ⅤTA46.13ⅤIA46的上电先后顺序和系统管理该标准在原来WME基础上进行了革新.VPX把所有连接器都换成了支持高速差分信号的Mulr160. OUmmGsT2连接器(见图2)、以此获得更高的传输速度17.60mm和更多的信号管脚。这种独特连接器的特征是硅晶图36U模块结构图片式结构,它的触点及内部布线是利用微型印制板电路设计形成的,从底板方向看这种连接器,它的七在矶U模决中ⅤⅨX指定PO连接器为公用连接个触点按 a h c d e f g顺序排列具有连接紧密,器用于功率传输维护总线,测试总线等信号,指定插入损耗低,误码率低等优点。连接器的触点可用P1至P6用于信号的传输。于电源,单端引脚,差分引脚等形式,而且硅晶片都其中PU是一个8-列7-行共56引脚的连接带有ESD(电路板静电放电)接地层和触点层,防止器,包含电源地地址寻址系统管理,系统复位,参操作期间受意外放电影响考时钟,非易失性存储器写俣护和JAG信号。P是一个16-列7-行共112引脚的差分信号连接器,有40个地,32对差分对信号,8个单端信号。P2P3P4P5P6既可作为差分连接分配也可作为单端连接分配。当作为差分连接分配时,有40个地,32对差分对信号,8个单端信号;当作为单端连接分配时有32个地.80个单端信号。在差分模式P3到P5中的一排留用于单端信号。P5和P6可用图2 M uIt a pr rt2连接器的结构于非兼容形式如光轴或同轴连接。在矶UVⅨX板上所有连接器都安装上时,VX这种连接器为V标准使用大量高速串行总引入了高速串行交换结构、VPX中使用的高速差线完成模块间互联提供了基础目前在工程应用分连接器使每对差分信号能够有超过6.25Gbps上单个连接器可以支持5个模块间的全网状的数据率。所以每对传输速率为3.125bsRx互联。pl的链路能够很容易地映射到VⅨ的PI连接VRX标准中使用的模块依然保留了孔、结器上,形成以串行RiD传输协议互联的底板结构尺寸。在一块典型的3UVⅣⅨ板上使用了一个8构。P1的16个晶片32对差分信号线中每4个晶列7-行RT2连接器和2个16-列7-行RT2连片为一组,可分成A、B、C、D共4組。每一个组称接器这些连接器分别定义为PPLP2在一块典为一个链路( Channe,包括4对发送差分对线,4型的似以板上用了个8列正行H连山i对接收差分对线。每。个链路有双向备火控雷达技术第38卷的数据传输能力。在这种映射中ⅤⅨ模块的P和768N。制冷方式有气冷,传导制冷,液冷上定义的4个4串行 R ap ik)可被克隆到P2-P6e.来源于应用广泛的WME总线标准,技术非上而产生共24个4x串行胃ai)。这给VBx常成熟。而且接囗开放制定标准之初就考虑到了系统设计者在设计大网孔拓扑结构时带来很大的与Cr等标准的接口.并可在板上搭载MC卡,其灵活性。茉容性与扩展性非常好。纵观现已颁布的ⅤX标准,可以看出VⅣX标准具有以下几个特点4VⅨX总线在雷达系统中的应用a模块尺寸都严格遵守了欧卡系列尺寸标准。这一尺寸被CPCI等多种标准采纳,是应用最广泛在VⅨ出现之前,雷达系统面临着基本性能方的尺寸标准之一,兼容性非常好。面的限制。其中最严重的两个限制为总线信号引脚hx通过交换互联结构大大提高了传输带宽,可支持的最大数据带宽和每个板槽所提供的最大功而且大大增加了用户可定义的IO针数为未来的率ⅤⅨ通过高速连接器和支持高级互联结构升级扩展提供了充分的空间。有效地解决上述两大问题G通过分布式冗余设计和采用 Multic grt2连图4为一使用VⅨX总线的雷达DB处理系统接器,可实现对热插拔支持。的原理框图实例。此系统由3块FFA板卡和1块d更大的功率及更强制冷能力。支持5伏,12 Pow erPC Dsp板卡组成。伏和48伏电源,对应的总功率分别为12W,384W光纤输入预处理板卡光光光纤纤纤接接接FMC子卡配置Bx Rockets8xRocketloFPGAFPGAFPGAPowerXS240T Rocketo+ XS240T士EthenSwitchRapid/oo毕L3RapidSwitchORapidIoPCI-E\SwitchSwitchPower EThernet P4 aFC3PowerPowPC4PI//PCC3配置FPGA32/PPCl-Eover VPXEthernet over vPxRocketlo over VPXRapidio) over vpx底板图4基于VPX总线的雷达DBF处理系统的原理框图C1994-2011ChiniaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net第4期郑东卫等:VⅣ总线的技术规范及应用图4中,FA板卡由两片具有高速运算能力℃Ⅰ-E接口。底板中P6用于低速信号传输。机箱的FλA和一片通用双核处理器 Powerpc组成。板中有2个独立的电源模块,分别提供5V60A和12V卡上包含两个HMC插座,可用于安装各类接口模50的电源。机箱电源模块总的输出功率为9QM。块,包括模数转换(A/模块。本例中HC子卡模杋箱采用风冷散热。块是一个12路光纤接口模块。前端预处理器将天可以看出,VⅨX的交换互联结构和所提供的超线阵元对应的中频接收机输出的模拟信号进行数字大带宽和功率解决了雷达DBF处理系统所面临的化处理和数字下变频处理,通过36路光纤分别传送大的数据带宽和大功率的需求至3块接口模决。该接口模块使用MMC接口的8对高速串行 RocketIo总线将已转换的电信号送入5结束语FBA。FGA使用其内部的高速运算器完成DBF处理,可以看出这种处理实质是一种多处理器的分VⅨX是超级计算机型的架构,具备雷达系统所布处理,由于DBF是一个全阵元的空域潓波处理,需要的众多处理能力和各种带宽,是一种能够处理因此分布处理的结果需要交互传输这种传输特点所需的大量高速信号发送信道的强化电路板标准。是量大二是路数多,依靠传统的并行总线是无法它可提供的超大带宽和超大功率使得VⅣ总线成完成的。而在VⅣ标准基础上构建的DBF处理系为了军用新一代总线的最佳选择。统通过各种预留的互联接口较好地解决这一难点。在FHKA板卡内部两片 FPGA之间具有x4Rokr参考文献:1O连接,在FBA与Pwer以及VPX的PI口之间使用aiD)交換机确保芯片间和模块间1x)s[1富勒( Fuller s(美))等著,王勇等译.Rx的数据传输率。为了系统的灵活性FPA卡还使用piI嵌入式系统互连MJ北京:电子工业P3口接入FA的×4 Rocket接口,以方便高速出版社,2006.6国外电子与通信教村系列)运算中的数据交换。除此之外为使系统扩充及调试[2]毛二可,龙腾刘峰高速实时数字信号处理更加便捷各个模块安装了FCI-E接口和以太网硬件技术发展溉述[M]北京:北京理工( E theme接口。大学DBF处理系统中加权系数汁算功能由 Powerpc[3] EIMA Your Sohtin parmer Over iew VITA板卡完成,该板卡通过P口的X4即pd与3块Standards Techno bgy I DB/OL]. pdf/wwwFPA板卡互联,接收各个阵元的原始数据。在计e machina can算出权系数后依然通过该接口发送权系数到各[4 Techno bgy Overview VIA 46(VPX)IDB板卡。Olj.pdffwww.mccon可以看出DB处理中大量的数据流交换是通[5 VPX: VMEbus for he 21 Century[ DB/OL J过机箱中vPX底板来实现。VX底板上的各个P1pdf/www.gefanucembedded.can插座的连接被设计成一种全互连的结构(FⅡ「61 VPX Frequently A skel QuestDns DB L1Meh):底板中P3插座之间的连接与Pl相同,主要odf/www.wwcanbeddedcom用于 Rockets互联;P4用于 Ehene连接;P2用于C1994-2011ChiniaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net