一种基于FPGA阵列的VPX板卡制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于FPGA阵列的VPX板卡，包括FPGA阵列模块、SRIO switch模块、ZYQN模块和IPMI模块；所述的FPGA阵列模块与ZYQN模块相连，与SRIO switch模块通过4通道SRIO接口互联；所述的ZYQN模块通过SPI与IPMI模块相连；所述的ZYQN模块和IPMI模块均连接有UART。本实用新型专利技术涉及电通讯领域，提供一种基于FPGA阵列的VPX板卡，其通信采用VPX标准，利用FPGA阵列、SRIO switch来解决海量数据通信，实现强大的信息处理能力；还采用多通道高速通讯总线实现高带宽的外部通讯能力，扩展灵活，满足了后续产品的可继承、可延伸、可扩展性要求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA阵列的VPX板卡
本技术涉及电通讯领域，更具体地说，它涉及一种基于FPGA阵列的VPX板卡。
技术介绍
随着高性能综合信息处理系统随着运算高速处理、数据吞吐量和的不断增长，高速串行总线技术和高性能处理器技术的不断发展和完善，信息处理平台正朝着集高速行总线交换、高性能处理器阵列矢量并行计算、实时操作系统应用等一系列先进技术于一身的方向发展。传统的信息处理平台设计都集中于将核心处理器同外围芯片简单的连接在一起，这种方法通常情况下由一个主处理器和一组附加的外围设备构成。对于高速海量数据运算的处理需求，信息处理平台必须具有很强的运算能力，按照目前的单一处理器芯片的处理容量很难满足，这就要求采用多个处理器协同工作,对来自采集板、存储板、其他处理板等多处的海量数据信号进行整合处理，再通过以太网传输到外部设备上。为了实现这些功能，要求接口板卡有很强的系统管理能力和很高的数据吞吐率。随着处理芯片的推陈出新，VPX处理卡的运算处理能力也随之增强，但是目前有些较高性能的处理器在VPX卡上还没有得到充分应用。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种基于FPGA阵列的VPX板卡，来达到高速的数据传输能力和强大的信息处理能力，提升系统性能。本技术的技术方案是这样的：一种基于FPGA阵列的VPX板卡，包括FPGA阵列模块、SRIOswitch模块、ZYQN模块和IPMI模块；所述的FPGA阵列模块与ZYQN模块相连，与SRIOswitch模块通过4通道SRIO接口互联；所述的ZYQN模块通过SPI与IPMI模块相连；所述的ZYQN模块和IPMI模块均连接有UART。进一步地，所述的FPGA阵列模块包括FPGA1芯片、FPGA2芯片、FPGA3芯片和FPGA4芯片共四块，四块芯片型号均为XC7V690T；所述的FPGA1芯片、FPGA2芯片、FPGA3芯片和FPGA4芯片通过4通道SRIO接口首尾相连；所述的FPGA1芯片、FPGA2芯片、FPGA3芯片和FPGA4芯片分别连接外部存储器DDR3和配置电路SPIFlash；所述的FPGA1芯片、FPGA2芯片、FPGA3芯片和FPGA4芯片分别通过4通道SRIO接口连接VPX-P3接口。进一步地，所述的SRIOswitch模块通过四路4通道SRIO接口与FPGA阵列模块连接；所述的SRIOswitch模块通过两路4通道SRIO接口与VPX-P1接口连接，通过四路4通道SRIO接口与VPX-P2接口连接。进一步地，所述的ZYQN模块通过四路配置通道CfgBus和四路并行总线LocalBus与FPGA阵列模块相连；所述的ZYQN模块通过10G通道与VPX-P4接口相连。进一步地，所述IPMI模块通过SPI与ZYQN模块相连；所述的IPMI模块通过I2C分别与VPX-P0接口和温度、电压信号连接。本技术与现有技术相比，具有以下优点：1、一种基于FPGA阵列的VPX板卡，采用多通道高速通讯总线实现高带宽的外部通讯能力；板卡内各个处理器之间可以相互点对点自由对等通讯，大大提高了平台处理复杂事物的能力，增强了各模块之间的相互关联，满足了后续产品的可继承、可延伸、可扩展性要求。2、该板卡采用ZYQN接收10G以太网的数据，把加载数据按照工作FPGA的配置接口的协议配置给工作FPGA芯片，实现工作FPGA芯片工作逻辑的在线动态配置。3、该板卡内的各个FPGA芯片都相互连接，可以进行流水处理；每个FPGA芯片通过SRIO与VPX-P3连接，这样进行并行处理数据使得用户可选择性强。附图说明图1为本技术的模块示意图；图2为本技术的板卡连接示意图。具体实施方式下面结合附图中的具体实施例对本技术做进一步的说明。参阅附图，本技术的一种基于FPGA阵列的VPX板卡，包括FPGA阵列模块、SRIOswitch模块、ZYQN模块和IPMI模块。FPGA阵列模块与ZYQN模块相连，还与SRIOswitch模块通过4通道SRIO接口互联。ZYQN模块通过SPI与IPMI模块相连，ZYQN模块和IPMI模块均连接有UART，UART设置有可打印板卡相关信息，用来查看这种基于FPGA阵列的VPX板卡工作状态。优选的，FPGA阵列模块包括FPGA1芯片、FPGA2芯片、FPGA3芯片和FPGA4芯片共四块，这四块芯片的型号均为XC7V690T。FPGA1芯片、FPGA2芯片、FPGA3芯片和FPGA4芯片通过4通道SRIO接口首尾相连，形成一个环形结构，可以实现数据的流水处理。FPGA1芯片、FPGA2芯片、FPGA3芯片和FPGA4芯片分别单独连接外部存储器DDR3和配置电路SPIFlash。FPGA1芯片、FPGA2芯片、FPGA3芯片和FPGA4芯片分别通过4通道SRIO接口连接VPX-P3接口，使得各个芯片之间的信息交换可以直接在VPX-P3实现。优选的，SRIOswitch模块是这种基于FPGA阵列的VPX板卡最为关键的部分，是系统内部数据交换的中心。SRIOswitch模块通过四路4通道SRIO接口与FPGA阵列模块连接。SRIOswitch模块通过两路4通道SRIO接口与VPX-P1接口连接，通过四路4通道SRIO接口与VPX-P2接口连接。这样使得基于VPX标准的信息处理系统通过通道实现互连，任意两个端点设备间为对等关系，可以方便进行数据交换和并行运算。优选的，ZYQN模块通过四路配置通道CfgBus和四路并行总线LocalBus与FPGA阵列模块相连，还通过10G通道与VPX-P4接口相连。VPX-P4传输的是的数据管理信息，控制处理器进行数据的处理。优选的，IPMI模块通过SPI与ZYQN模块相连，还通过I2C分别与VPX-P0接口和温度、电压信号连接。IPMI模块主要检测板卡运行过程中的温度、电压等数据，通过VPX-P0与机箱中的机箱管理器通讯，为板卡运行提供合适的运行环境。UART的设置可打印机箱相关工作状态。以下是本技术一种基于FPGA阵列的VPX板卡的工作原理：本技术的一种基于FPGA阵列的VPX板卡，包括FPGA阵列模块、SRIOswitch模块、ZYQN模块和IPMI模块。由4块XC7V690T型号的芯片组成的FPGA阵列模块是整个板卡的处理核心，4片XC7V690T型号的FPGA芯片共同承担处理任务，主要负责算法的处理。FPGA阵列模块相邻的2片FPGA芯片之间通过通道模式实现内部互连。每块XC7V690T型号的FPGA芯片都通过其相邻2片XC7V690T型号的FPGA芯片上各自的X4SerialRapidIO高速串行端口实现互连，可以实现数据的流水处理。而且每片XC7V690T型号的FPGA芯片都配有单独的外部存储器DDR3和配置电路SPIFlash。这样的结构使得各个高性能FPGA芯片的分工非常灵活：既可以配置板内2片FPGA形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于FPGA阵列的VPX板卡，其特征在于，包括FPGA阵列模块、SRIOswitch模块、ZYQN模块和IPMI模块；所述的FPGA阵列模块与ZYQN模块相连，与SRIO switch模块通过4通道SRIO接口互联；所述的ZYQN模块通过SPI与IPMI模块相连；所述的ZYQN模块和IPMI模块均连接有UART。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA阵列的VPX板卡，其特征在于，包括FPGA阵列模块、SRIOswitch模块、ZYQN模块和IPMI模块；所述的FPGA阵列模块与ZYQN模块相连，与SRIOswitch模块通过4通道SRIO接口互联；所述的ZYQN模块通过SPI与IPMI模块相连；所述的ZYQN模块和IPMI模块均连接有UART。


2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA阵列的VPX板卡，其特征在于，所述的FPGA阵列模块包括FPGA1芯片、FPGA2芯片、FPGA3芯片和FPGA4芯片共四块，四块芯片型号均为XC7V690T；所述的FPGA1芯片、FPGA2芯片、FPGA3芯片和FPGA4芯片通过4通道SRIO接口首尾相连；所述的FPGA1芯片、FPGA2芯片、FPGA3芯片和FPGA4芯片分别连接外部存储器DDR3和配置电路SPIFlash；所述的FPGA1芯片、FPGA2芯片、FPGA3芯片和FP...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪洋，李忠，陈林，刘小蒙，刘世刚，赵珂，翟清源，乔泽，魏淑稳，霍礼林，张晓荣，
申请(专利权)人：河南炬讯信息技术有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41