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1、第35卷第9期信息化研究Vol.35No.92009年9月InformatizationResearchSep.2009基于串行RapidIO的通用数字信号处理模块设计吕遵明,王彦刚(总参第63研究所,江苏省南京市210007)摘要:随着通信技术发展,要求平台的处理能力越来越高,同时器件间数据交互量也急剧增多,传统器件互连接口已不能胜任。文中采用SRIO(串行RapidIO)技术,设计实现了一种通用的数字信号处理模块,给出了电源和时钟解决方案,实现多个DSP(数字信号处理器)、FPGA(现场可编程门阵列)之间10Gbit/s的互连带宽。平台方案成功
2、应用于某通信系统中,试验结果表明,模块性能高,运行稳定,满足了高性能通用处理平台要求。关键词:SRIO;数字信号处理;AdvancedMezzanineCard(AMC)中图分类号:TN911.720引言1SRIO技术在通信系统中,例如无线基站和SCA(软件通信RapidIO架构用于网路和通信设备,通过提供带体系)平台等,高速DSP(数字信号处理器)以及大规宽、软件独立性、容错性和短等待时间,满足更高的性模FPGA(现场可编程门阵列)被广泛应用,器件之间能要求。RapidIO互连架构的设计与流行的集成通信的数据交互量急剧增加,系统的处理能力要求也极
3、大处理器、主机处理器以及网络DSP相兼容,是高性能增加,多种处理芯片并行处理是满足系统处理性能要包交换互连技术。它满足了高性能嵌入式系统行业对求的有效解决途径,因此器件之间的互连成了十分重内部系统互连的需求,包括可靠性、高带宽和更快的总要的课题。DSP、FPGA等器件互连的方式有很多种,线速率。RapidIO互连支持片对片和板对板的通信,总体说来,有共享总线和点对点互连接口。共享总线其性能可达到10Gbit/s或更高。它是低迟延、基于存由于多个器件共享带宽,降低系统数据交互效率,容易储器地址的协议,可升级、可靠、支持多重处理,并对应造成器件互连数据
4、传输瓶颈;点对点互连可以使每个用软件透明。另外,它对操作系统软件没有影响。器件之间独立使用某个数据交互通道。但传统的接RapidIO协议分为物理层、传输层和逻辑层3层。口,如多通道缓冲串口等,数据带宽有限,且不适合系物理层负责完成信息包如何在两个物理点之间必要信统中任意器件的点对点互连,只能实现通道两端的器息(如电气接口、流控制等);传输层负责端到端传输件互连。基于交换的互连方式是实现系统中任意器件数据包的必要信息(如路由地址);逻辑层完成端点处点对点互连的有效途径,通过交换器件将器件以星形理交易的必要信息(如交易类型、大小、物理地址)。拓扑方式互
5、连,可以实现拓扑中任意器件的数据交互,SRIO提供了两种接口模式,即1x和4x。1xSRIO设连接方式灵活,且独享接口带宽,能很好地满足系统中备提供了收发两个单工通道,每个通道的波特率可以互连需求。SRIO(串行RapidIO)是流行的互连方式之配置为1.25Gbit/s、2.5Gbit/s和3.125Gbit/s,支持一,具有高数据带宽、高传输效率、高可靠性等特点,很的数据速率分别为1Gbit/s、2Gbit/s和2.5Gbit/s。多IC制造商都在新推出的器件中集成了该接口,为在4x模式下,RapidIO设备提供了4对收发器,因此最SRIO的广
6、泛应用提供了器件基础。高的数据速率可以达到10Gbit/s。图1给出了4x设本文基于SRIO接口,采用SRIO交换芯片、DSP、备的连接方式。FPGA等器件,设计了一种通用的数字信号处理模块,满足无线基站、SCA等应用领域对信号处理硬件平台的性能要求。图14xSRIO设备互连收稿日期:2009204207;修回日期:2009206225。·39··技术应用·信息化研究2009年9月GX系列FPGA,Tsi578提供了8个4x模式的SRIO端2实现方案口,DSP和FPGA分别连接到Tsi578的其中一个4x端2.1器件选型口上,并通过SRIO接口实现
7、互连。平台外部接口形在该平台中,数字信号处理器件主要包括DSP和式和板卡尺寸采用AMC(AdMCard)标准,对外提供2FPGA,两者之间通过SRIO交换器件实现互连。个标准4xSRIO接口,用于与背板之间的数据交换。2.1.1SRIO交换器件由于TMS320C6455、FPGA以及Tsi578对上电时Tsi578是第三代SRIO交换机,支持80Gbit/s的序和收发器工作时钟要求比较严格,下面介绍一下平聚合带宽。借助Tsi578系列交换机,用户可用较低的台供电设计方案和时钟实现方案。成本开发出功能强大、性能卓越的系统。Tsi578为设2.2.1供
8、电设计计人员和架构工程师提供了极强的伸缩性,使其设计该平台中,DSP、FPGA和Tsi578等所需要的电压出的设备得以广泛
