高速圖像采集卡設(shè)計(jì)方案：204-基于Xilinx Virtex-6 XC6VLX240T 和TI DSP TMS320C6678的信號(hào)處理板

1、板卡概述
板卡由我公司自主研發(fā)，基于VPX架構(gòu)，主體芯片為兩片 TI DSP TMS320C6678,兩片Virtex-6 XC6VLX240T-ff1156 FPGA，1個(gè)RapidIO Switch。FPGA連接FMC子卡。FPGA片外掛接2簇32bit DDRIII SDRAM，大容量支持2GB。每片F(xiàn)PGA還通過EMIF總線連接一片TMS320C6678型8核心DSP。所有信號(hào)處理FPGA與DSP均通過SRIO 4X連接板上一片8端口SRIO 4X交換芯片。DSP芯片外掛大容量支持2GB的DDRIII SDRAM。兩片DSP之間通過HyperLink進(jìn)行高速直接互聯(lián)。兩片F(xiàn)PGA之間通過8X GTX以及若干LVDS信號(hào)互聯(lián)。
可用于軟件無線電系統(tǒng)，基帶信號(hào)處理，無線仿真平臺(tái)，高速圖像采集、處理等。支持熱插拔，設(shè)計(jì)芯片可以滿足工業(yè)級(jí)要求。

1、板卡概述

板卡由我公司自主研發(fā)，基于VPX架構(gòu)，主體芯片為兩片 TI DSP TMS320C6678,兩片Virtex-6 XC6VLX240T-ff1156 FPGA，1個(gè)RapidIO Switch。FPGA連接FMC子卡。FPGA片外掛接2簇32bit DDRIII SDRAM，

大容量支持2GB。每片F(xiàn)PGA還通過EMIF總線連接一片TMS320C6678型8核心DSP。所有信號(hào)處理FPGA與DSP均通過SRIO 4X連接板上一片8端口SRIO 4X交換芯片。DSP芯片外掛

大容量支持2GB的DDRIII SDRAM。兩片DSP之間通過HyperLink進(jìn)行高速直接互聯(lián)。兩片F(xiàn)PGA之間通過8X GTX以及若干LVDS信號(hào)互聯(lián)。
可用于軟件無線電系統(tǒng)，基帶信號(hào)處理，無線仿真平臺(tái)，高速圖像采集、處理等。支持熱插拔，設(shè)計(jì)芯片可以滿足工業(yè)級(jí)要求。

2、處理板技術(shù)指標(biāo)

SRIO 4X交換網(wǎng)絡(luò)連接兩片DSP以及兩片Virtex-6 FPGA

SRIO 4X交換網(wǎng)絡(luò)連接4組SRIO 4X至VPX P1;

具備一個(gè)SRIO 4X交換芯片;

具備高速RocketIO數(shù)據(jù)傳輸鏈路;

具備I2C接口，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功耗、狀態(tài)管理;

可以接入VPX P0參考時(shí)鐘進(jìn)行工作;

通過VPX P0接口定義板卡編號(hào)GA[5:0]，并設(shè)置網(wǎng)絡(luò)MAC，DSP 網(wǎng)絡(luò)均可配置交換功能。

提供2個(gè)FMC子卡接口，每個(gè)FMC子卡接口與一片Virtex-6 XC6VLX240T FPGA連接；

支持熱插拔，工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)。

FPGA芯片
具備2片F(xiàn)PGA Virtex-6 XC6VLX240T；
兩片Virtex-6 FPGA直接通過40bit LVDS以及8X GTX互聯(lián)
每片Virtex-6 FPGA與一片DSP連接EMIF總線與中斷資源
每片Virtex-6 FPGA對(duì)VPX連接28bit LVDS
每片Virtex-6 FPGA對(duì)VPX連接12bit LVCMOS-18
每片Virtex-6 FPGA對(duì)VPX連接8X GTX
每片Virtex-6 FPGA通過60bit LVDS連接一個(gè)FMC-HPC子卡接口
每片Virtex-6 FPGA外掛兩簇32bit高1GB DDRIII SDRAM
每片Virtex-6 FPGA外掛一片NOR FLASH用于BPI模式加載
每片Virtex-6 FPGA對(duì)外掛一片SPI接口FRAM

DSP芯片
內(nèi)建兩片TI DSP TMS320C6678型8核心DSP芯片;
兩片DSP通過片內(nèi)千兆以太網(wǎng)交換網(wǎng)絡(luò)互聯(lián);
一片DSP的千兆以太網(wǎng)1000 BASE-T連接至板端RJ45;
一片DSP的千兆以太網(wǎng)1000 BASE-T連接至VPX P2;
3、軟件系統(tǒng)
1) 支持PCIe驅(qū)動(dòng)。
2) 支持千兆網(wǎng)絡(luò)傳輸，移植LWIP協(xié)議棧，支持ping，TCP、UDP、IP傳輸協(xié)議。
3) 支持Flash 、PCI Boot引導(dǎo)方式。
4) 支持RapidIO X4 EDMA 中斷 數(shù)據(jù)傳輸。
5) FPGA 完整的 DDR2控制、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收發(fā)傳輸。
6) FPGA Rocket 光纖數(shù)據(jù)傳輸測試程序。
7) DSP與FPGA的RapidIO口 EDMA，同步中斷傳輸，滿足理論速度10Gbps。
8) 支持FPGA程序采用 Flash、DSP引導(dǎo)加載。

4、物理特性：
尺寸：6U CPCI板卡，大小為160X233.35mm。
工作溫度：0℃～ +55℃ ，支持工業(yè)級(jí) -40℃～ +85℃
工作濕度：10%～80%

5、供電要求:
雙直流電源供電。整板功耗 50W。
電壓：+5V 5A ，+3.3V 6A。
紋波：≤10%

6、子卡配用
AD/DA子卡
FMC125-基于FMC接口的兩路125Msps AD，兩路160Msps DA子卡模塊 06ADDA000125
FMC145-四路16位125Msps AD FMC子卡模塊 06ADDA000145
FMC150-基于FMC接口的2路250Msps AD、2路800Msps DA FMC接口子卡模塊 06ADDA000150
FMC141-4路 250Msps/16bits ADC, FMC板卡 06ADDA000141
FMC144-八路14位250MSPS AD FMC-HPC模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器板 06ADDA000144
FMC160-兩路14位400Msps AD，兩路16位1.2Gsps DA FMC子卡模塊
06ADDA000160
FMC209-基于FMC的4路125MAD輸入、2路1GDA輸出子卡
06ADDA000209
FMC210-1路1Gsps AD、2路2.5Gsps DA的FMC子卡 06ADDA000210
圖像子卡
基于FMC接口的2路CameraLink輸入子卡模塊 06CamLink088
基于FMC接口的2路CameraLink輸出子卡模塊 06CamLink095
基于FMC的8路光纖SFP的子卡模塊 06FMCSFP0154
基于FMC的2路萬兆光纖SFP+子卡模塊 06XFP000165
基于FMC接口的8路LVDS輸入 1路DVI輸出子卡
06DVILVDS0215
基于FMC接口的1路full Camera Link輸入 1路HDMI(DVI)輸出子卡
06CamLink216
DSP子卡
基于FMC接口的TI DSP TMS320C6455子卡模塊 06TI6455099
基于FMC接口的TI DSP TMS320C6748子卡模塊 06C67480162

審核編輯 黃宇