3U 导冷VPX信号采集、处理系统(方案一)

3U导冷VPX信号采集、处理系统解决方案研祥智能科技股份有限公司.深圳二零一一年二月3UVPX信号采集处理解决方案研祥智能科技股份有限公司强固通信产品事业部Tel:86-755-86335270Fax:[phone]Email:[e-mail]第2页共18页文档管理信息表文档名称3U导冷VPX信号采集、处理系统解决方案版本状态V1.0参考文档提交时间二零一一年二月创建人杨跃江审批人杨跃江文档修改记录表修改人修改时间修改内容3UVPX信号采集处理解决方案研祥智能科技股份有限公司强固通信产品事业部Tel:86-755-86335270Fax:[phone]Email:[e-mail]第3页共18页目录一、系统概述.......................................................................................................4二、系统硬件配置.......................................................................................................51．VPX机箱和背板....................................................................................................52．VPX主板（XPEDITE5170）..............................................................................73．PCIE交换板（XCHANGE3012）......................................................................84．AD/DA采集卡：ICS-8551..................................................................................95．数字信号处理板：XMCV5..................................................................................14三、系统配置清单................................................................错误!未定义书签。3UVPX信号采集处理解决方案研祥智能科技股份有限公司强固通信产品事业部Tel:86-755-86335270Fax:[phone]Email:[e-mail]第4页共18页3U导冷VPX信号采集、处理系统一、系统概述本系统为一套基于3U导冷VPX的高速信号采集、处理、运算系统。支持4路高速AD/DA采集卡，满足用户高性能多路采集和输出需求；采用4片基于PPC8640D的3UVPX高性能主板，2片基于8640D和FPGA的XMC高性能信号处理板，以满足用户实现复杂的信号处理和控制应用。另外，本系统采用PCIE高速协议，可根据用户需求定制各种互联结构背板，以满足用户的各种互联应用。本系统由2块高速PCIE交换板XChange3012提供交换，采用双星架构，每块交换板分别可以提供6个x4PCIe链路，6个x1千兆网络链路，2个交换板互为备份，极大的提高了系统的稳定性。本系统提供了4块PPC处理板XPedite5170，每块处理板都有2个x4PCIe3UVPX信号采集处理解决方案研祥智能科技股份有限公司强固通信产品事业部Tel:86-755-86335270Fax:[phone]Email:[e-mail]第5页共18页链路与系统相连，并且提供2个千兆网络，与系统的千兆网络链路兼容，满足用户实现控制等功能。二、系统硬件配置1．VPX机箱和背板技术参数：(1)导冷VPX系统（XPand1200）遵循VPX标准，兼容OpenVPX系统支持0.8pitch或1pitch导冷3UVPX模块550W电源，100～240VAC输入12V,5V,3.3V,+/-12V_AUX以及3.3V_AUX每槽最大可支持60W功耗（环境30˚C）支持后I/O，可以提供丰富灵活的接口3UVPX信号采集处理解决方案研祥智能科技股份有限公司强固通信产品事业部Tel:86-755-86335270Fax:[phone]Email:[e-mail]第6页共18页后面板提供开关、复位按钮和电源指示灯(2)3U8槽VPX背板（XTend4130）符合VITA46.0，VITA46.10，VITA48.0，OpenVPX规范支持大功率板卡8槽背板，槽间距为1pitch拓扑架构：2个交换槽，6个外设槽3UVPX信号采集处理解决方案研祥智能科技股份有限公司强固通信产品事业部Tel:86-755-86335270Fax:[phone]Email:[e-mail]第7页共18页交换槽：每槽6个4lane数据链路，每槽6个1lane控制链路外设槽：每槽2个4lane数据链路，每槽2个1lane控制链路支持SerialRapidIO,PCIExpress等高速串行协议支持风冷和导冷2．VPX主板（XPedite5170）技术参数：两个1.25GHzPowerPCe600核的MPC8640D处理器集成AltiVec，集成IEEE754的64位浮点运算单元两个DDR2-533通道，最大4GB内存256MBNORflash（带冗余校验），4GBNANDflashP1.Afabric接口支持x4PCIe或串行RapidIO互联P1.Bfabric接口支持x4PCIe互联2个SERDES千兆以太网2个RS-232/RS-485串口3UVPX信号采集处理解决方案研祥智能科技股份有限公司强固通信产品事业部Tel:86-755-86335270Fax:[phone]Email:[e-mail]第8页共18页3UVPX（VITA46）模块导冷或风冷版本3．PCIe交换板（XChange3012）技术参数：32LanePCIeswitch芯片1个8Lane端口连接到XMC接口6个4Lane端口连接到VPX背板1个10port以太网交换芯片6个1000Base-X接口连接到VPX背板支持IPv4和IPv6协议1个RS232串口0.8或1.0pitch3UVPX模块提供导冷或风冷版本3UVPX信号采集处理解决方案研祥智能科技股份有限公司强固通信产品事业部Tel:86-755-86335270Fax:[phone]Email:[e-mail]第9页共18页4．AD/DA采集卡：ICS-8551Rugged4/2-channel,1.5/3GHzADCXMCModulewithVirtex-4FPGA产品特征：ICS-8551代表了当前工业领域ADC的最高性能两或四通道可选采样频率3.0GHzXilinxVirtex-4FPGA10MHzTCXO采样频率基准振荡器GEFanuc智能平台11月21日推出ICS－8551加固ADCPMC/XMC模块，再次证明了GE公司在高性能模数转换(ADC)领域的领先地位。ICS－8551针对恶劣环境的特殊应用而设计，提供两或四通道选项，采样频率分别达到1.5GHz(四通道)和3GHz(两通道)，适用于光谱监测，信号情报，战术通信及雷达等软件无线电(SDR)应用项目。高性能的ADC和FPGA资源的组合使得VHF和UHF信号可直接在ICS－8551进行数字化和处理。通过应用硬件开发包(HDK)，在板载的XilinxVirtex-4FPGA(XC4VFX60或XC4VFX100)上可直接实现数字下变频,FFT,和滤波等算法“ICS-8551进一步巩固了我们在软件无线电方案领域的领先优势，”GEFanuc智能平台传感器处理技术负责人JonathanJones称：“其高性能和精巧的尺寸，以及出色的加固设计，使该产品成为高性能ADC军工及商业应用的不二选择”3UVPX信号采集处理解决方案研祥智能科技股份有限公司强固通信产品事业部Tel:86-755-86335270Fax:[phone]Email:[e-mail]第10页共18页为最大化应用吞吐量，ICS－8551提供给客户八路高速串行I/O，速度达3.125GBytes/秒，为了与载板等前端处理器（如GE的V4DSPXMC载板）等进行通信，64位66MHz的PCI接口提供了高达400MBytes/秒的稳定速度，同时客户可通过Pn4用户I/O口直接与FPGA建立点对点的连接，消除了中断延迟。ICS-8551的硬件开发包提供了一个自带的逻辑核和数字下变频（DDC）IP核。自带的逻辑核用于客户进行自定义功能的开发，以使FPGA的占用最小化，它包括A/D接口和经FIFO缓存到高速串行输出及PCI总线的数据缓冲。DDCIP核将一个有限带宽的信号移频至基带，并在输出前滤波和去伪。输出选项有高速串行输出或至PCI总线。其他特色如协议核将在未来实现。ICS－8551提供了VxWorks，Linux和Windows操作系统的软件开发包，软件开发包包括内核级驱动，完整API及C语言应用例子编码。FlashLoader实用程序使客户可通过PCI总线将FPGA核装入板载Flash。技术参数：Features:•4AC-CoupledAnalogInputs•Fs≤1.5GHz4-channel,or3GHz2-channel(softwareselectable),8-bit•XilinxVirtex-4FPGAUserProgrammableFPGA(FX60orFX100)•TCXO@10MHz•8-plugSamtecGRF1-Jconnector(RuggedizationLevels1,2and3)•8IndividualMMCXCoaxialConnectors(RuggedizationLevels4and5)•PCI2.264-bit,66MHzMaster/TargetBurstModeDMAcapable•VITA42(XMC)high-speedserialinterface(singleconnector,8lanes)•Pn4LVDSorLVTTLsignallevels•ANSI/VITA20-2001conductioncooledPMC3UVPX信号采集处理解决方案研祥智能科技股份有限公司强固通信产品事业部Tel:86-755-86335270Fax:[phone]Email:[e-mail]第11页共18页•VxWorks,LinuxandWindowssoftwaredriversSpecificationsAnalogInput•FourAC-coupledanaloginputs•50Ohminputimpedance•Softwareselectablefullscaleinput,0.236dBm(650mVpp)or2.768dBm(870mVpp)•Inputsignalbandwidthof2MHz-700MHz(-3dBpoint)•Maximumsamplerateof1.5GSPS/channelin4channelmodeor3.0GSPS/channelin2channelmode•Minimumsampl