基于VPX标准的高速处理模块的设计与实现

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1、第43卷第4期2013年7月航空计算技术AeronauticalComputingTechniqueV01．43No．4Jul．2013基于VPX标准的高速处理模块的设计与实现邓豹．段小虎(中航工业西安航空计算技术研究所，陕西西安710068)摘要：为满足高度综合化的发展对嵌入式数字信号处理技术的更高要求，提出一种高性能数据信号处理模块的设计实现方案。模块采用符合VITA46／V1TA48的VPX标准设计，用多片高性能多核处理器组建处理器阵列来实现超高数据信号处理性能；采用SerialRapidlO、PCIExpre

2、ss、GigabitEthernet三种标准高速串行总线来满足不同应用的高速数据通信要求；采用交换开关式互连体系结构设计，支持容错／重构和可扩展性，能够满足嵌入式领域多通道、多任务的应用需求。关键词：数据信号处理；互连体系结构；高速串行总线中图分类号：TP336文献标识码：A文章编号：1671-654X(2013)04·0113·04DesignandImplementofHigh—performanceProcessingModuleBasedonVPXTechnologyDENGBa0，DUANXiao-hu(X

3、／’anAeronauticsComputingTechniqueResearchInstitute，AVIC，Xi’an710068，China)Abstract：Aimedatthedevelopmentintheembeddedsignalprocessingdomain，thispaperproposesade-signofthehigh-performanceprocessingmodule．Themoduleselectsfourhigh—performancemulti—coreCPUsparallel

4、workingtomeettheprocessingrequirements；basedonhigh-speedSerialRapidlO，PCIEx—press，GigabitEthemetagreementtobuildinterconnectnetworktomeetthetransferbandwidthrequire·ments；usesswitchfabrictoconstructhigh—speedinterconnectstructureofthesystem，appliesVPX(AN-SI／Vrr

5、A46)standardarchitecturetomeettheversatilityandscalabilityrequirements．Itmaymeettherequirementofthemultichannelandmulti—tasksignalprocessinginthenextgenerationavionics．Keywords：datasignalprocessing；interconnectarchitecture；high—speedserialbus引言高度综合化的发展需求对嵌入式信号处

6、理技术提出了更高的要求，新一代的嵌入式数字信号并行处理技术要求具备高速的处理能力，高速的数据传输能力和灵活的互连拓扑结构。在基于VPX标准的高性能数据处理模块设计中，采用多片高性能多核处理器组建处理器阵列来实现超高数据信号处理性能；采用三种标准高速串行总线(SerialRapidlO、PCIExpress、GigabitEthemet)技术来满足不同应用的高速数据通信要求；采用交换开关式互连体系结构设计，支持容错、重构和互连扩展能力；采用VPX标准架构设计，符合通用化、系列化、组合化的设计要求，是一种高性能的COTS

7、(商用货架产品)模块。1相关技术VPX(ANSI／VITA46)技术是一种新型的背板交换技术，VPX是基于VME技术发展而来的，是VME技术革命性的仓lJ新发展，具有传输带宽高、传输可靠度高、互连结构灵活可配置、产品寿命周期长等特点，特别适合军用嵌人式领域的应用。VPX定义了集中式、分布式两种系统互连结构，采用基于交换开关的互连网络，有多种串行开关协议映射在VPX中，如SerialRapidIO，PCIExpress，Hypertransport，Inifiniband，10GEthemet等，同时VPX系统保持了与

8、传统VME总线的兼容性，从而有效提高数据总线带宽和系统的工作特性‘1

9、。RapidIO技术(ISO／IECDIS18372)是一种高性能低引脚数基于包交换的交叉开关互连技术，是第一个嵌人式互连国际标准。SerialRapidlO规范采用时钟收稿日期：2013—06—07修订日期：2013—06—21基金项目：航空科学基金项目资助(2012193