CN213211018U - 信号处理板卡 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种信号处理板卡，该信号处理板卡包括FPGA芯片、连接芯片和CPU，FPGA芯片为多个，多个FPGA芯片与连接芯片通信连接，每个FPGA芯片适用于通过连接芯片与VPX背板通信连接，每个FPGA芯片均配置有缓存模块，CPU与连接芯片通信连接用于控制管理FPGA芯片，多个FPGA芯片通过连接芯片接收VPX背板传送的数据，并对数据进行处理，再通过连接芯片将处理后的数据传送至VPX背板。使用多个FPGA芯片，以使本公开的信号处理板卡可以对大量数据进行同时处理，提高数据处理能力，提高了运行效率。

Description

信号处理板卡

技术领域

本公开涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种信号处理板卡。

背景技术

随着信息技术的不断发展，雷达系统或是声纳系统这类高速信号处理系统中信号数据规模不断扩大，速率急剧上升，这对于信号处理设备的处理能力、数据带宽、可重构能力提出了更高要求，尤其是在蓬勃发展的电信、航天和航空领域。基于传统总线结构的信号处理设备已不适应高速信号处理的需求，如何解决高速设备的大量信号数据的实时处理问题成为了关键的技术问题。现有高速信号处理技术已在串行VPX总线标准上落实，但其数据的实时处理能力仍难以满足日益膨胀的数据量，直接影响到整个高速信号系统的运行效率。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种信号处理板卡，包括FPGA芯片、连接芯片和CPU；

所述FPGA芯片为多个；

多个所述FPGA芯片与所述连接芯片通信连接；

每个所述FPGA芯片适用于通过所述连接芯片与VPX背板通信连接；

每个所述FPGA芯片均配置有缓存模块；

所述CPU与所述连接芯片通信连接用于控制管理所述FPGA芯片；

多个所述FPGA芯片通过所述连接芯片接收所述VPX背板传送的数据，并对所述数据进行处理，再通过所述连接芯片将处理后的所述数据传送至所述VPX背板。

在一种可能的实现方式中，还包括MCU、电源控制芯片和温度传感器；

所述MCU与所述温度传感器电连接；

所述MCU与所述电源控制芯片电连接；

所述电源控制芯片与所述CPU电连接；

所述MCU通过接收所述温度传感器的数据并向所述电源控制芯片发送指令用于实现健康管理功能。

在一种可能的实现方式中，所述缓存模块包括两个缓存单元；

两个所述缓存单元组成双通道缓存。

在一种可能的实现方式中，所述缓存单元为DDR3缓存；

所述DDR3缓存的容量为2GB。

在一种可能的实现方式中，所述FPGA的个数为四个；

四个所述FPGA芯片两两通信连接。

在一种可能的实现方式中，每个所述FPGA芯片通过SRIO接口与其他所述FPGA芯片通信连接。

在一种可能的实现方式中，所述SRIO接口为SRIO×4。

在一种可能的实现方式中，还包括网络芯片和网口；

所述网络芯片与所述网口电连接；

所述网络芯片与所述CPU通信连接。

在一种可能的实现方式中，所述网口为RJ45网口。

在一种可能的实现方式中，还包括光模块和光接口；

所述光模块和所述光接口电连接；

所述光模块与所述CPU通信连接；

所述光模块用于通过光接口接收光信号并将所述光信号转换为数据信息传送至所述CPU。

通过包括FPGA芯片、连接芯片和CPU，FPGA芯片为多个，多个FPGA 芯片与连接芯片通信连接，每个FPGA芯片适用于通过连接芯片与VPX背板通信连接，每个FPGA芯片均配置有缓存模块，CPU与连接芯片通信连接用于控制管理FPGA芯片，多个FPGA芯片通过连接芯片接收VPX背板传送的数据，并对数据进行处理，再通过连接芯片将处理后的数据传送至VPX背板。使用多个FPGA芯片，以使本公开的信号处理板卡可以对大量数据进行同时处理，提高数据处理能力，提高了运行效率。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。

图1示出本公开实施例的信号处理板卡的框图；

图2示出本公开实施例的信号处理板卡的BMC供电示意图；

图3示出本公开实施例的信号处理板卡的BMC复位示意图；

图4示出本公开实施例的信号处理板卡的布局示意图；

图5示出本公开实施例的信号处理板卡的CPU时钟示意图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

其中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型或简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

图1示出根据本公开一实施例的信号处理板卡100的框图。如图1所示，该信号处理板卡100包括：

FPGA芯片110、连接芯片120和CPU130，FPGA芯片110为多个，多个 FPGA芯片110与连接芯片120通信连接，每个FPGA芯片110适用于通过连接芯片120与VPX背板通信连接，每个FPGA芯片110均配置有缓存模块， CPU130与连接芯片120通信连接用于控制管理FPGA芯片110，多个FPGA芯片110通过连接芯片120接收VPX背板传送的数据，并对数据进行处理，再通过连接芯片120将处理后的数据传送至VPX背板。

通过包括FPGA芯片110、连接芯片120和CPU130，FPGA芯片110为多个，多个FPGA芯片110与连接芯片120通信连接，每个FPGA芯片110适用于通过连接芯片120与VPX背板通信连接，每个FPGA芯片110均配置有缓存模块， CPU130与连接芯片120通信连接用于控制管理FPGA芯片110，多个FPGA芯片110通过连接芯片120接收VPX背板传送的数据，并对数据进行处理，再通过连接芯片120将处理后的数据传送至VPX背板。使用多个FPGA芯片110，以使本公开的信号处理板卡100可以对大量数据进行同时处理，提高数据处理能力，提高了运行效率。

具体的，参见图1，在一种可能的实现方式中，还包括MCU140、电源控制芯片150和温度传感器，MCU140与温度传感器电连接，MCU140与电源控制芯片150电连接，电源控制芯片150与CPU130电连接，MCU140通过接收温度传感器的数据并向电源控制芯片150发送指令用于实现健康管理功能。举例来说，使用一个MCU140作为BMC，参见图2，该BMC直接由VPX背板提供的3.3V供电，其他的元件所需的电源均由BMC进行控制，且可以通过BMC 实现健康管理功能，示例性的，在电路板上设置有多个温度传感器，用来监测主要元器件的温度，这些温度传感器均与MCU140电连接，参见图3， MCU140与电源控制芯片150(OBC)电连接，当温度到达设定值以上时， MCU140就控制电源控制芯片150以使电源断开，保护各个元器件的安全，即实现了健康管理功能。进一步的，CPU130通过与电源控制芯片150电连接，可以达到对设备远程上下电的功能。其中，优选的，CPU130的型号可以为 T2080。

需要说明的是，其中当温度到达设定值以上时，MCU140控制电源控制芯片150以使电源断开这一步骤需要通过软件程序来实现，可以采用本领域的常规技术手段进行实现，此处不再赘述。

进一步的，参见图1，在一种可能的实现方式中，缓存模块包括两个缓存单元，两个缓存单元组成双通道缓存。举例来说，缓存单元为DDR3缓存， DDR3缓存的容量为2GB，即每个FPGA芯片110配置有双通道、大小为2GB 的DDR3内存，通过对每个FPGA芯片110增加缓存通道，这样也就提高了 FPGA芯片110的处理速度。

进一步的，参见图4，在一种可能的实现方式中，FPGA的个数为四个，四个FPGA芯片110两两通信连接。每个FPGA芯片110通过SRIO接口与其他 FPGA芯片110通信连接。举例来说，FPGA芯片110的型号为XC7VX690T，每两个FPGA芯片110之间通过SRIO接口连接，其中，SRIO接口为SRIO×4，也就是说，每个FPGA芯片110接有四路SRIO接口，其中一路到连接芯片120，另外三路分别与其他三个FPGA芯片110连接。优选的，连接芯片120的型号为CPS1848，CPS1848的一路SRIO接口与CPU130连接，可以通过CPU130对 FPGA芯片110进行管理。进一步的，CPS1848通过SRIO连接至VPX背板，这样，就可以通过VPX背板直接接收数据到FPGA芯片110进行处理。示例性的，FPGA芯片110的个数为4个，每个均配置有缓存单元，缓存单元即为双通道、大小为2GB的DDR3内存，VPX背板发送数据到连接芯片120，连接芯片120 再将数据转发至各个FPGA芯片110，FPGA芯片110对数据进行处理后，将处理后的数据发送至连接芯片120，再由连接芯片120将处理后的数据返回至 VPX背板，从而达到了快速处理的目的。

在一种可能的实现方式中，还包括网络芯片160和网口170，网络芯片160 与网口170电连接，网络芯片160与CPU130通信连接。示例性的，网络芯片 160的型号为88E1145，网口170为RJ45网口170，网口170用于连接外部主机，外部主机通过插入RJ45网口170连接到网络芯片160，可以通过网络芯片160 向CPU130发送调试信息进行调试设置。

在一种可能的实现方式中，还包括光模块180和光接口190，光模块180 和光接口190电连接，光模块180与CPU130通信连接，光模块180用于通过光接口190接收光信号并将光信号转换为数据信息传送至CPU130。举例来说，光模块180可以使用型号为BCM84752，光模块180通过光接口190可以接收外部光信号，将外部光信号转换成数据传输至CPU130进行通信，光接口190的类型可以为SFP+。

另外的，还配置有PCIE接口，CPU130与PCIE接口电连接，通过PCIE接口可以与其他板卡进行连接，其中PCIE接口的类型为PCIE×4。进一步的， CPU130配置有内存模块，内存模块的类型同样为DDR3，内存模块的容量本公开不进行限定，可根据需要进行设置。参见图5，CPU130需要用到25MHz、 100MHz、133MHz、125MHz、156.25MHz等频率，图5为具体的时钟网络拓扑结构。

需要说明的是，尽管以上述各个实施例作为示例介绍了信号处理板卡 100如上，但本领域技术人员能够理解，本公开应不限于此。事实上，用户完全可根据个人喜好和/或实际应用场景灵活设定信号处理板卡100，只要达到所需功能即可。

这样，通过包括FPGA芯片110、连接芯片120和CPU130，FPGA芯片110 为多个，多个FPGA芯片110与连接芯片120通信连接，每个FPGA芯片110适用于通过连接芯片120与VPX背板通信连接，每个FPGA芯片110均配置有缓存模块，CPU130与连接芯片120通信连接用于控制管理FPGA芯片110，多个 FPGA芯片110通过连接芯片120接收VPX背板传送的数据，并对数据进行处理，再通过连接芯片120将处理后的数据传送至VPX背板。使用多个FPGA芯片110，以使本公开的信号处理板卡100可以对大量数据进行同时处理，提高数据处理能力，提高了运行效率。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种信号处理板卡，其特征在于，包括FPGA芯片、连接芯片和CPU；

所述FPGA芯片为多个；

多个所述FPGA芯片与所述连接芯片通信连接；

每个所述FPGA芯片适用于通过所述连接芯片与VPX背板通信连接；

每个所述FPGA芯片均配置有缓存模块；

所述CPU与所述连接芯片通信连接用于控制管理所述FPGA芯片；

多个所述FPGA芯片通过所述连接芯片接收所述VPX背板传送的数据，并对所述数据进行处理，再通过所述连接芯片将处理后的所述数据传送至所述VPX背板。

2.根据权利要求1所述的信号处理板卡，其特征在于，还包括MCU、电源控制芯片和温度传感器；

所述MCU与所述温度传感器电连接；

所述MCU与所述电源控制芯片电连接；

所述电源控制芯片与所述CPU电连接；

所述MCU通过接收所述温度传感器的数据并向所述电源控制芯片发送指令用于实现健康管理功能。

3.根据权利要求1所述的信号处理板卡，其特征在于，所述缓存模块包括两个缓存单元；

两个所述缓存单元组成双通道缓存。

4.根据权利要求3所述的信号处理板卡，其特征在于，所述缓存单元为DDR3缓存；

所述DDR3缓存的容量为2GB。

5.根据权利要求1所述的信号处理板卡，其特征在于，所述FPGA芯片的个数为四个；

四个所述FPGA芯片两两通信连接。

6.根据权利要求1所述的信号处理板卡，其特征在于，每个所述FPGA芯片通过SRIO接口与其他所述FPGA芯片通信连接。

7.根据权利要求6所述的信号处理板卡，其特征在于，所述SRIO接口为SRIO×4。

8.根据权利要求1所述的信号处理板卡，其特征在于，还包括网络芯片和网口；

所述网络芯片与所述网口电连接；

所述网络芯片与所述CPU通信连接。

9.根据权利要求8所述的信号处理板卡，其特征在于，所述网口为RJ45网口。

10.根据权利要求1所述的信号处理板卡，其特征在于，还包括光模块和光接口；

所述光模块和所述光接口电连接；

所述光模块与所述CPU通信连接；

所述光模块用于通过光接口接收光信号并将所述光信号转换为数据信息传送至所述CPU。

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