CN208172694U - 一种基于vpx架构的雷达计算板卡 - Google Patents
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Abstract
本实用新型特别涉及一种基于VPX架构的雷达计算板卡。该基于VPX架构的雷达计算板卡，BMC模块连接到PCH模块，40Gbe模块，PCH模块，Rapid IO模块，M.2电子盘和BMC模块均连接到处理器模块，千兆网络模块连接到BMC模块和PCH模块；40Gbe模块，Rapid IO模块和千兆网络模块均连接到VPX接口；所述处理器模块的内存采用四通道单内存条表贴颗粒方式实现。该基于VPX架构的雷达计算板卡，结构简单，运行稳定可靠，大大提高了计算板卡的数据的实时性和板卡的存储速度，增强了雷达计算板卡对实时数据快速存储的能力，同时能够有效减少由于40G网络交互对CPU资源的占用率，进而大大提升了板卡性能，可以满足高速互联、高可靠性、高安全性和高抗震性的要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及雷达数据处理技术领域，特别涉及一种基于VPX架构的雷达计算板卡。
背景技术
雷达数据处理与雷达信号处理都属于现代雷达系统中的重要组成部分。信号处理检测目标首先要利用一定的方法获取目标的各种有用信息，如距离、速度和目标的形状等。数据处理则可以进一步对目标的点迹和航迹进行处理，预测目标未来时刻的位置，形成可靠的目标航迹，从而实现对目标的实时跟踪。
数据处理模块是雷达通用信号处理平台架构组成的核心模块之一，主要用来分析和融合雷达信号处理回传的目标信息，进行点迹处理和航迹处理，并将处理后的目标信息送给雷达综合显控模块进行显示。雷达信息处理的特点是实时性强、数据量大，因此雷达数据处理设备需具备高性能计算和高速数据传输的要求。
目前国内外常用计算机设备架构主要有OpenVPX/VPX、ATCA、VME和CPCI四种规范。其中VPX由VME发展而来，ATCA由CPCI发展而来，且都是为了解决特定应用领域而进行设计和发展的。而目前雷达设备大多会采用VPX架构设计，这种架构可以满足高速互联、高可靠性、高安全性、高抗震性的要求。然而，现有的采用VPX架构的雷达计算板卡通常采用直插式内存，直插式内存安装简便，但在使用过程中容易松动，进而影响计算板卡的正常使用。
基于上述情况，本实用新型提出了一种基于VPX架构的雷达计算板卡。
发明内容
本实用新型为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种简单高效的基于VPX架构的雷达计算板卡。
本实用新型是通过如下技术方案实现的：
一种基于VPX架构的雷达计算板卡，其特征在于：包括处理器模块，40Gbe模块，PCH（Platform Controller Hub，平台控制器中心）模块，Rapid IO模块，M.2电子盘，BMC模块，千兆网络模块和VPX接口；所述BMC模块连接到PCH模块，同时所述40Gbe模块，PCH模块，Rapid IO模块，M.2电子盘和BMC模块均连接到处理器模块，所述千兆网络模块连接到BMC模块和PCH模块；所述40Gbe模块，Rapid IO模块和千兆网络模块均连接到VPX接口；所述处理器模块的内存采用四通道单内存条表贴颗粒方式实现。
所述PCH模块还连接有BIOS（Basic Input Output System，基本输入输出系统），UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器）和USB接口，其中PCH模块与BIOS之间通过SPI（Serial Peripheral Interface，串行外围设备接口）总线连接。
所述PCH模块采用C612芯片组，通过DMI（Direct Media InterfaceI，直接媒体接口）总线连接到处理器模块。
所述BMC模块采用AST2500芯片，通过PECI总线连接到处理器模块和PCH模块，同时BMC模块还连接有显卡接口VGA PORT，传感器和指示灯，以获取处理器模块和PCH模块的温度信息；所述BMC模块与PCH模块之间还通过PCIE*1接口相连接。
所述千兆网络模块采用Intel NHI350网卡芯片，通过NCSI（Network ControllerSideband Interface）总线与BMC模块实现带内互联，通过两路SerDes总线连接到VPX接口；所述千兆网络模块与PCH模块之间通过PCIE*4接口相连接，同时千兆网络模块还连接有RJ45接口。
所述40Gbe模块采用Chelsio的T5 ASIC实现，通过PCIE*8接口连接到处理器模块，通过两路40Gbe总线连接到VPX接口，能够有效减少由于40G网络交互对CPU资源的占用率，大大提升板卡性能。
所述Rapid IO模块采用两个Tsi721芯片实现，两个Tsi721芯片分别通过两个PCIE*4接口连接到处理器模块，通过两路RIO*4总线连接到VPX接口，能够提高计算板卡的数据的实时性。
所述M.2电子盘通过PCIE*4接口连接到处理器模块，以提升板卡的存储速度，增强雷达计算板卡对实时数据快速存储的能力。
所述处理器模块采用Intel的E5-V4-2648L处理器，内含14核，2个DDR4控制器和4个DDR4内存通道，运行基础频率为1.8GHz，最大睿频可到2.5GHz，峰值浮点运算能力可达1120GFlops，最大理论内存拷贝带宽为76.8GB/s。
本实用新型的有益效果是：该基于VPX架构的雷达计算板卡，结构简单，运行稳定可靠，大大提高了计算板卡的数据的实时性和板卡的存储速度，增强了雷达计算板卡对实时数据快速存储的能力，同时能够有效减少由于40G网络交互对CPU资源的占用率，进而大大提升了板卡性能，可以满足高速互联、高可靠性、高安全性和高抗震性的要求。
附图说明
附图1为本实用新型基于VPX架构的雷达计算板卡架构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进行详细的说明。应当说明的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
该基于VPX架构的雷达计算板卡，包括处理器模块，40Gbe模块，PCH模块，Rapid IO模块，M.2电子盘，BMC模块，千兆网络模块和VPX接口；所述BMC模块连接到PCH模块，同时所述40Gbe模块，PCH模块，Rapid IO模块，M.2电子盘和BMC模块均连接到处理器模块，所述千兆网络模块连接到BMC模块和PCH模块；所述40Gbe模块，Rapid IO模块和千兆网络模块均连接到VPX接口；所述处理器模块的内存采用四通道单内存条表贴颗粒方式实现。
所述PCH模块还连接有BIOS，UART和USB接口，其中PCH模块与BIOS之间通过SPI总线连接。
所述PCH模块采用C612芯片组，通过DMI总线连接到处理器模块。
所述BMC模块采用AST2500芯片，通过PECI总线连接到处理器模块和PCH模块，同时BMC模块还连接有显卡接口VGA PORT，传感器和指示灯，以获取处理器模块和PCH模块的温度信息；所述BMC模块与PCH模块之间还通过PCIE*1接口相连接。
BMC模块除了可以当作计算板卡的显示使用之外，可以通过PECI总线获取CPU及PCH的实时温度情况，另外通过一些分散的传感器及时获取整板的温度信息，
所述千兆网络模块采用Intel NHI350网卡芯片，通过NCSI总线与BMC模块实现带内互联，通过两路SerDes总线连接到VPX接口；所述千兆网络模块与PCH模块之间通过PCIE*4接口相连接，同时千兆网络模块还连接有RJ45接口。千兆网络模块使雷达设备的可以方便地通过BMC模块实现对计算板卡温度、电压等健康信息的实时监控，并及时调整整机的散热强度及工作状态。
所述USB接口，UART及RJ45接口输出到前面板，大大增强了板卡的可维护性。
所述40Gbe模块采用Chelsio的T5 ASIC实现，通过PCIE*8接口连接到处理器模块，通过两路40Gbe总线连接到VPX接口，能够有效减少由于40G网络交互对CPU资源的占用率，大大提升板卡性能。
所述Rapid IO模块采用两个Tsi721芯片实现，两个Tsi721芯片分别通过两个PCIE*4接口连接到处理器模块，通过两路RIO*4总线连接到VPX接口，能够提高计算板卡的数据的实时性。
所述M.2电子盘通过PCIE*4接口连接到处理器模块，以提升板卡的存储速度，增强雷达计算板卡对实时数据快速存储的能力。
所述处理器模块采用Intel的E5-V4-2648L处理器，内含14核，2个DDR4控制器和4个DDR4内存通道，运行基础频率为1.8GHz，最大睿频可到2.5GHz，峰值浮点运算能力可达1120GFlops，最大理论内存拷贝带宽为76.8GB/s。
该基于VPX架构的雷达计算板卡可与其余板卡在雷达系统中配合使用。经过实际板卡测试发现该基于VPX架构的雷达计算板卡运行稳定可靠，实际内存拷贝带宽可达56GB/s，Linpack测试结果为360G。
Claims (9)
1.一种基于VPX架构的雷达计算板卡，其特征在于：包括处理器模块，40Gbe模块，PCH模块，Rapid IO模块，M.2电子盘，BMC模块，千兆网络模块和VPX接口；所述BMC模块连接到PCH模块，同时所述40Gbe模块，PCH模块，Rapid IO模块，M.2电子盘和BMC模块均连接到处理器模块，所述千兆网络模块连接到BMC模块和PCH模块；所述40Gbe模块，Rapid IO模块和千兆网络模块均连接到VPX接口；所述处理器模块的内存采用四通道单内存条表贴颗粒方式实现。
2.根据权利要求1所述的基于VPX架构的雷达计算板卡，其特征在于：所述PCH模块还连接有BIOS，UART和USB接口，其中PCH模块与BIOS之间通过SPI总线连接。
3.根据权利要求2所述的基于VPX架构的雷达计算板卡，其特征在于：所述PCH模块采用C612芯片组，通过DMI总线连接到处理器模块。
4.根据权利要求1所述的基于VPX架构的雷达计算板卡，其特征在于：所述BMC模块采用AST2500芯片，通过PECI总线连接到处理器模块和PCH模块，同时BMC模块还连接有显卡接口VGA PORT，传感器和指示灯，以获取处理器模块和PCH模块的温度信息；所述BMC模块与PCH模块之间还通过PCIE*1接口相连接。
5.根据权利要求1所述的基于VPX架构的雷达计算板卡，其特征在于：所述千兆网络模块采用Intel NHI350网卡芯片，通过NCSI总线与BMC模块实现带内互联，通过两路SerDes总线连接到VPX接口；所述千兆网络模块与PCH模块之间通过PCIE*4接口相连接，同时千兆网络模块还连接有RJ45接口。
6.根据权利要求1所述的基于VPX架构的雷达计算板卡，其特征在于：所述40Gbe模块采用Chelsio的T5 ASIC实现，通过PCIE*8接口连接到处理器模块，通过两路40Gbe总线连接到VPX接口，能够有效减少由于40G网络交互对CPU资源的占用率，大大提升板卡性能。
7.根据权利要求1所述的基于VPX架构的雷达计算板卡，其特征在于：所述Rapid IO模块采用两个Tsi721芯片实现，两个Tsi721芯片分别通过两个PCIE*4接口连接到处理器模块，通过两路RIO*4总线连接到VPX接口，能够提高计算板卡的数据的实时性。
8.根据权利要求1所述的基于VPX架构的雷达计算板卡，其特征在于：所述M.2电子盘通过PCIE*4接口连接到处理器模块，以提升板卡的存储速度，增强雷达计算板卡对实时数据快速存储的能力。
9.根据权利要求1~8任意一项所述的基于VPX架构的雷达计算板卡，其特征在于：所述处理器模块采用Intel的E5-V4-2648L处理器，内含14核，2个DDR4控制器和4个DDR4内存通道，运行基础频率为1.8GHz，最大睿频可到2.5GHz，峰值浮点运算能力可达1120GFlops，最大理论内存拷贝带宽为76.8GB/s。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110908946A (zh) * | 2019-11-05 | 2020-03-24 | 北京理工大学 | 一种vpx高性能数字信号处理板 |
| CN112347033A (zh) * | 2020-10-27 | 2021-02-09 | 山东超越数控电子股份有限公司 | 一种基于vpx架构的多单元服务器实现方法 |
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