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《基于vpx總線的sar接口板卡設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。
1、基于VPX總線的SAR接口板卡設(shè)計(jì)為丫實(shí)現(xiàn)SAR實(shí)時(shí)成像的高清晰度與通信功能，采用VPX高速串行總線技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)高帶寬，通過(guò)SRIO,PCI?E總線來(lái)進(jìn)行板間互連，用千兆以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與接口板卡之間的數(shù)據(jù)通信，并詳細(xì)介紹了以FPGA，DAC和VPX串行總線為核心的接口板卡設(shè)計(jì)方案，同時(shí)對(duì)其中的信號(hào)模塊、存儲(chǔ)模塊和千兆以太網(wǎng)模塊的設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹。最后經(jīng)過(guò)調(diào)試，驗(yàn)證了板卡設(shè)計(jì)的可行性。己關(guān)鍵詞：SAR；VPX；千兆以太網(wǎng)；接口板卡；FPGATN911.73734A10047373X(2017)12?0140?
2、04Abstract：TorealizethehighresolutionofSARrcal?timcimagingandcommunicationfunction,theVPXhigh?speedserialbustechnologyisusedtorealizehighbandwidth,theSRIOandPCI?Ebusareemployedforinterconnectionofthebroads,andthegigabitEthernetisadoptedtoimplementthed
3、atacommunicationamongtheinterfaceboards.ThedesignschemeoftheinterfaceboardtakingFPGA，DACandVPXserialbusasthecoreisdescribedindetail.Thedesignofsignalmodule,memorymoduleandgigabitEthernetmoduleisintroduced.Thefeasibilityoftheboarddesignwasverifiedinate
4、st.Keywords：SAR；VPX；gigabitEthernet；interfaceboard；FPGA0引言SAR是一種高分辨雷達(dá)，通過(guò)“合成孔徑”和“脈沖壓縮”實(shí)現(xiàn)方位向和距離向這兩個(gè)方向的高分辨率成像，具有全天候的觀測(cè)能力。無(wú)論是在戰(zhàn)吋實(shí)吋監(jiān)控的軍事方面，還是實(shí)吋的天氣預(yù)報(bào)，監(jiān)控等民用方面，都有廣泛的應(yīng)用［1］。SAR實(shí)時(shí)成像處理功能的實(shí)現(xiàn)，要求數(shù)據(jù)處理器具有高的I/O吞吐能力，大的總線帶寬。傳統(tǒng)的實(shí)時(shí)成像系統(tǒng)所用的總線（如VME）。由于較小的總線帶寬，造成了傳輸數(shù)據(jù)的瓶頸，致使分辨率
5、下降，影響圖像的質(zhì)量。為了解決此問(wèn)題，采用VPX總線標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該標(biāo)準(zhǔn)具有很高的數(shù)據(jù)帶寬，解決了數(shù)據(jù)傳輸瓶頸問(wèn)題，并且VPX采用RT2連接器，該連接器具有很好的穩(wěn)定性，適宜在航空，軍事等惡劣的環(huán)境下使用。本文設(shè)計(jì)FPGA與VPX總線結(jié)合的接口板卡來(lái)滿足設(shè)計(jì)的需求［2］。1SAR處理機(jī)系統(tǒng)方案VPX技術(shù)采用高速串行總線代替并行總線，最高數(shù)據(jù)傳輸率可以達(dá)到10Gb/s,通過(guò)RapidlO和AdvancedSwitchingInterconnect現(xiàn)代工業(yè)串行交換結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)更高的背板寬度，支持以太
6、網(wǎng)，SRIO,PCI?E等最新的工業(yè)串行接口[3]。本文設(shè)計(jì)7??插槽，插入7個(gè)滿足VPX標(biāo)準(zhǔn)的模塊，采用PCI?E作為互連總線，連接每個(gè)插槽與底板之間的數(shù)據(jù)信號(hào)，用SRIO總線來(lái)實(shí)現(xiàn)板與板之間的信號(hào)傳遞，以太網(wǎng)作為附加總線，與外部進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)輸出控制。同時(shí)附加一個(gè)RapidlO交換機(jī)插槽，通過(guò)單星互連的VPX總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將每塊板卡的SRIO信號(hào)進(jìn)行匯總，再通過(guò)交換機(jī)傳遞出去，不僅增加數(shù)據(jù)帶寬，同時(shí)方便后期的檢測(cè)。SAR處理機(jī)是由一個(gè)定制機(jī)箱和多個(gè)模塊組成,VPX處理機(jī)箱采用3U標(biāo)準(zhǔn)高度機(jī)箱，由圖1
7、可以看出處理機(jī)的內(nèi)部系統(tǒng)框圖，主要包括電源模塊、兩個(gè)信號(hào)處理模塊、存儲(chǔ)模塊、采集模塊、交換機(jī)模塊、接口模塊和底板。SAR機(jī)箱底板作為功能模塊之間信息交換的平臺(tái)，通過(guò)VPX接n實(shí)現(xiàn)與模塊的連接。VPX的P0槽為其他的功能模塊提供電源，P1槽實(shí)現(xiàn)信息交換功能，SAR處理機(jī)的各功能模塊之間的信息交換就是在P1槽實(shí)現(xiàn)的。具體的底板功能示意圖如圖2所示。SAR實(shí)時(shí)成像機(jī)箱底板設(shè)計(jì)7個(gè)槽位，其中包括了1個(gè)RapidlO交換槽位進(jìn)行走線，1個(gè)電源槽和5個(gè)功能槽。針對(duì)每個(gè)VPX插槽得P0,Pl，P2這3個(gè)部分，進(jìn)
8、行了功能劃分。P0作為功能連接器，主要用來(lái)連接時(shí)鐘、電源、總線和測(cè)試信號(hào)等，P1是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸連接器，連接高速串行接口，P2作為普通的控制連接器，主要是負(fù)責(zé)連接一些控制信號(hào)和時(shí)鐘。具體的底板互連信號(hào)方式如圖3所示。2硬件設(shè)計(jì)接口板卡作為SAR成像處理機(jī)的核心部分，它需要對(duì)來(lái)自采集板、存儲(chǔ)板、處理板的信號(hào)進(jìn)行整合，再通過(guò)以太網(wǎng)傳輸?shù)酵獠吭O(shè)備上［4］。為了實(shí)現(xiàn)這些功能，要求接口板卡有很強(qiáng)的系統(tǒng)管理能力和很高的數(shù)據(jù)吞吐率。本文設(shè)計(jì)了一個(gè)由高性能的FPGA、VPX總線、千兆以太網(wǎng)接口、高速
