基于vpx硬件架构的新一代雷达终端

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1、基于VPX硬件架构的新一代雷达终端　　摘要：雷达应用广泛、功能各异，按其应用领域可分为军用与民用雷达两类。前者可进一步分为预警雷达、搜索和警戒雷达、引导指挥雷达、火控雷达、制导雷达、机载雷达等，后者则包括气象雷达、民用机场雷达、遥感设备雷达和测速雷达等。中国军用雷达市场高速增长，未来10年市场总规模有望达到3776亿元。我国军用雷达市场已迈入高速增长阶段，预计2025年军用雷达市场规模有望达到573亿元，年复合增长率高达11.5%，未来十年军用雷达市场总规模将达到3776亿元。本文对基于VPX硬件架构的新一代雷达终端提出了

2、研究，适应了雷达发展的趋势，对我国雷达终端领域的发展做出了贡献。　　关键词：VPX；硬件架构；雷达；终端　　中图分类号：TN957文献标识码：A　　0.前言　　新一代雷达终端以现代作战需求与发展需要为指导，充分利用国内外现有成熟、先进技术，遵循通用化，系列化，组合化“三化”要求，规范和统一接口类型，信息格式，显示界面，终端的硬件采用模块化组件结构，终端的外形结构，尺寸和各模块组件标准化，终端中的各功能模块分为通用模块和专用模块，通用模块标准统一，规格一致，用户可以根据配套对象的需要，选配不同类型的功能模块，组合成适用不同装

3、备使用的同一系列，不同类型终端。6　　1.系统构成　　本文提出了一种基于VPX硬件架构的新一代雷达终端的研究，系统构成包括：显控板，数据处理板，信号处理板，万兆/千兆交换板，接口板，风扇，背板，电源，机箱，接口后IO板。研究中，显控板优选为自制型号EW-VP691，标配2块，且可扩展。数据处理板优选为自制型号EW-VP690，标配1块，且可扩展。信号处理板优选3块。万兆/千兆交换板为自制型号EW-VP692，标配2块。接口板优选1块。风扇优选1块。背板优选2片，一片5槽，一片10槽。电源优选1片。机箱优选1个。接口后IO板

4、可配置若干块。　　2.异构主板框图　　图1为本文基于VPX硬件架构的新一代雷达显控终端的主板框图，构成高性能异构计算平台。　　3.VPX主板IPMC设计方案　　IPMB：IntelligentPlatformManagementBus。考虑到双处理器的VPX单板集成密度大，为避免IPMC模块PCB封装过大影响单板PCB布局，IPMC模块不采用做成小板扣在主板上的方案，而是采用直接贴片集成在主板上的方案，IPMC模块原理图设计成模块化电路，各VPX单板统一使用同一个模块化的IPMC电路。并规划定义好各个硬件接口的作用和连接方

5、式，VPX单板原理图设计时只需要按本文档的硬件接口说明连接即可。　　用ARM做IPMC模块的主控处理器，用CPLD来管理单板的电源，IPMC与CPLD通过8位的数据总线和地址总线通信，从而实现IPMC对电源的管理和监测。IPMC通过UART与CPU通信（备用方案用SPI通信）。6　　单板上背板后，此时IPMC和CPLD先上电，单板上的Payload电源此时没有上电，IPMC完成应用程序加载和初始化、自检后发送上电指令给CPLD，CPLD接收到IPMC的上电指令后打开单板的Payload电源。单板上电完成后，IPMC对单板的

6、温度和电源进行监控，当单板出现温度、电源和IPMC系统异常时，IPMC将异常信息存入IPMC的事件Log，并通过UART将单板的异常信息上报给CPU，也可以通过CPU来查询IPMC的信息；IPMC通过IPMB总线来进行风扇转速调控。　　当不需要IPMC功能时，可通过BypassIPMC跳线帽禁止IPMC功能，接上Bypass跳线帽后，CPLD自动按时序打开单板电源，此时IPMC功能失效。因为CPLD直接控制着电源的打开、关断，升级CPLD会导致单板断电重启，因此CPLD不支持远程升级。　　如图2所示，IPMB_A、IPMB

7、_B冗余IPMB总线通过I2CBuffer连接到Zone1区，I2CBuffer使用PCA9513A，并用GPIO作为Ready和Enable监控，Enable引脚用于使能I2CBuffer，Ready用于检测I2CBuffer是否已使能。　　IPMC通过UART与CPU通信，对于双处理器的单板，IPMC用两个UART分别与两个处理器通信，每个处理器单独用1个UART接口，IPMC通过处理器Online信号检测单板有1个CPU还是两个CPU。　　RS232调试串口通过电阻或FPGASwitch开关选择的方式连接到前面板的R

8、J45串口插座，以便研发、生产调试。　　1个512K字节的SPI6Flash用于数据存储。由于LPC1778只有3路I2C，其中2路用于作为IPMB总线，只剩下1路I2C不能满足需求，因此需要用I2CSwitch扩展出多路MasterOnly的I2C总线。具体实现方式是用PCA9545A将1路I2C总线