高速图像采集卡设计方案：204-基于Xilinx Virtex-6 XC6VLX240T 和TI DSP TMS320C6678的信号处理板

基于Xilinx Virtex-6 XC6VLX240T 和TI DSP TMS320C6678的信号处理板

 

　1、板卡概述 

 

　　板卡由我公司自主研发，基于VPX架构，主体芯片为两片 TI DSP TMS320C6678,两片Virtex-6 XC6VLX240T-ff1156 FPGA，1个RapidIO Switch。FPGA连接FMC子卡。FPGA片外挂接2簇32bit DDRIII SDRAM，大容量支持2GB。每片FPGA还通过EMIF总线连接一片TMS320C6678型8核心DSP。所有信号处理FPGA与DSP均通过SRIO 4X连接板上一片8端口SRIO 4X交换芯片。DSP芯片外挂大容量支持2GB的DDRIII SDRAM。两片DSP之间通过HyperLink进行高速直接互联。两片FPGA之间通过8X GTX以及若干LVDS信号互联。
        可用于软件无线电系统，基带信号处理，无线仿真平台，高速图像采集、处理等。支持热插拔，设计芯片可以满足工业级要求。

 

　2、处理板技术指标 

1. SRIO 4X交换网络连接两片DSP以及两片Virtex-6 FPGA
2. SRIO 4X交换网络连接4组SRIO 4X至VPX P1;
3. 具备一个SRIO 4X交换芯片;
4. 具备高速RocketIO数据传输链路;
5. 具备I2C接口，实现系统功耗、状态管理;
6. 可以接入VPX P0参考时钟进行工作;
7. 通过VPX P0接口定义板卡编号GA[5:0]，并设置网络MAC，DSP 网络均可配置交换功能。
8. 提供2个FMC子卡接口，每个FMC子卡接口与一片Virtex-6 XC6VLX240T FPGA连接；
9. 支持热插拔，工业级设计。

 

　　　FPGA芯片

1. 具备2片FPGA Virtex-6 XC6VLX240T；
2. 两片Virtex-6 FPGA直接通过40bit LVDS以及8X GTX互联
3. 每片Virtex-6 FPGA与一片DSP连接EMIF总线与中断资源
4. 每片Virtex-6 FPGA对VPX连接28bit LVDS
5. 每片Virtex-6 FPGA对VPX连接12bit LVCMOS-18
6. 每片Virtex-6 FPGA对VPX连接8X GTX
7. 每片Virtex-6 FPGA通过60bit LVDS连接一个FMC-HPC子卡接口
8. 每片Virtex-6 FPGA外挂两簇32bit高1GB DDRIII SDRAM
9. 每片Virtex-6 FPGA外挂一片NOR FLASH用于BPI模式加载
10. 每片Virtex-6 FPGA对外挂一片SPI接口FRAM

 

　　　DSP芯片

1. 内建两片TI DSP TMS320C6678型8核心DSP芯片;
2. 两片DSP通过片内千兆以太网交换网络互联;
3. 一片DSP的千兆以太网1000 BASE-T连接至板端RJ45;
4. 一片DSP的千兆以太网1000 BASE-T连接至VPX P2;

 

　3、软件系统
　　1) 支持PCIe驱动。
　　2) 支持千兆网络传输，移植LWIP协议栈，支持ping，TCP、UDP、IP传输协议。
　　3) 支持Flash 、PCI Boot引导方式。
　　4) 支持RapidIO X4 EDMA 中断 数据传输。
　　5) FPGA 完整的 DDR2控制、网络数据收发传输。
　　6) FPGA Rocket 光纤数据传输测试程序。
　　7) DSP与FPGA的RapidIO口 EDMA，同步中断传输，满足理论速度10Gbps。
　　8) 支持FPGA程序采用 Flash、DSP引导加载。

4、物理特性：
　　尺寸：6U CPCI板卡，大小为160X233.35mm。
　　工作温度：0℃～ +55℃ ，支持工业级 -40℃～ +85℃
　　工作湿度：10%～80%

5、供电要求:
　　 双直流电源供电。整板功耗 50W。
　　电压：+5V 5A ，+3.3V 6A。
　　纹波：≤10%

6、子卡配用

子卡类别	板卡名称	板卡标识码
AD/DA子卡	FMC125-基于FMC接口的两路125Msps AD，两路160Msps DA子卡模块	06ADDA000125
	FMC145-四路16位125Msps AD FMC子卡模块	06ADDA000145
	FMC150-基于FMC接口的2路250Msps AD、2路800Msps DA FMC接口子卡模块	06ADDA000150
	FMC141-4路 250Msps/16bits ADC, FMC板卡	06ADDA000141
	FMC144-八路14位250MSPS AD FMC-HPC模拟数字转换器板	06ADDA000144
	FMC160-两路14位400Msps AD，两路16位1.2Gsps DA FMC子卡模块	06ADDA000160
	FMC209-基于FMC的4路125MAD输入、2路1GDA输出子卡	06ADDA000209
	FMC210-1路1Gsps AD、2路2.5Gsps DA的FMC子卡	06ADDA000210
图像子卡	基于FMC接口的2路CameraLink输入子卡模块	06CamLink088
	基于FMC接口的2路CameraLink输出子卡模块	06CamLink095
	基于FMC的8路光纤SFP的子卡模块	06FMCSFP0154
	基于FMC的2路万兆光纤SFP+子卡模块	06XFP000165
	基于FMC接口的8路LVDS输入 1路DVI输出子卡	06DVILVDS0215
	基于FMC接口的1路full Camera Link输入 1路HDMI(DVI)输出子卡	06CamLink216
DSP子卡	基于FMC接口的TI DSP TMS320C6455子卡模块	06TI6455099
	基于FMC接口的TI DSP TMS320C6748子卡模块	06C67480162