基于OpenVPX标准的宽带信号处理平台设计-论文.pdf

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1、2014年第8期电子通信技术基于OpenVPX标准的宽带信号处理平台设计■尹志伟本文给出了一种基于OpenVPX总线标准的宽带数字信号处理平台的宽带信号处理平台采用常规的背板+载板架构。其中背板为各个载设计方法，该系统平台具有开放的总线架构，可兼容RapidIO、千兆以太板提供相互之间总线通信的通道，问时提供电源、系统时钟等公共信号。网等通用的高速串行总线协议，可应用于无线通信系统、工业控制、国背板的槽位按照信号定义可分为管理槽位和通用槽位。背板中管珲槽位防应用等多个领域。文章详细描述了宽带信号处理平台的设计方法，并一般

2、情况下只有一个，其信号定义有别于通用槽位，而通用槽位有多个，分析了该平台的性能和技术难点。每个槽位的信号定义基本一样，可以保证通片j板卡在任何一个通用槽位中部可止常T作。概述宽带信号处理平台背板的组织架构如下所示：公用通道牾’埋通进控制通通戳精通过计算机系统总线的发展至今主要有两个大的趋势：一、从并行总线向串行总线发展；二、从单一的专用型总线向开放式架构发展。—．-1生—__1．!：早期的系统总线多以并行总线为主⋯，如ISA、PCI、VME、CPCI—_1：—_I等，但在进一步提高总线速率时遇到瓶颈，而串行总线由于引进了

3、光通__1!兰l—_1l信领域的SERDERS技术，从而很好的解决这一难题。目前已有多种基于高速串行总线标准被广泛应用，如SerialRapidIO、PC1Express、一．：：J．竖：Ilnfiniband、HyperTransport、GigE等。IrL_伺ll然而，七述总线大都是狭义的总线协议，并未从硬件角度给H件日应百=j的工业规范。在全球工业控制和围防领域，传统的CPCI和VME是竞争死敌，各种的总线通信协议和硬件规范互不相容。而随着技术的发展和宽带信号处理需求的日益增多，现在发展的VPX及ATCA两种先进图

4、1宽带信号处理平台基本架构总线标准改变了以往的狭隘设计，将1业标准设计成为开放式的架构，根据背板通道功能的不同，背板J：的通道可分为四种：公用通道、可以为多种总线协议提供了具有兼容性的硬件规范，使得设计师灵活的管理通道、控制通道、数据通道。应用各种总线。公用通道：是指各单元板卡共用资源的通道，主要是指电源和时钟一、OpenVPX总线标准简介信号的通道。背板上各板k的供电是由外置电源通过背板提供到各单板VPX是指2007年由VlrA组织发布的VITA46及vITA48系列标准的。，该标准是继承_『VMET业总线的基础上发展

5、而来的，保留了T业管理通道：主要是指钾能管理平台总线LIPMB)，该总线是基于一领域广泛应用的欧标板卡尺寸(支持3u和6u两种板卡)，采用新的高条与符槽位均连接I2C双串行信号线实现的。管理板可以通过IPMB对速接插件(RT2)技术，支持多种高速串行总线。VPX总线在设之初他各板卡进行功能识别以及状态的实时监测，如管理板可以通过就考虑了未来的发展和可扩展性，从根本上解决了VME的不足。IPMB获取各板卡的位号、电压、温度、正常／故障等信息，该功能需要2010年4月，VITA组织正式发布了VITA65系列标准，该标准称各单

6、元板配置特定的传感器来实现。为OpenVPX。OpenVPX是VPX总线标准的继承和发展，原有的VI，x控制通道：是指以管理单元为中心节点的星型拓扑千兆以太网络，标准主要是对硬件规范和板k级信号定义进行说明，而OpenVPX足主控交换单元通过该通道列其他并功能单元进行下发指令或交互协议，VPX的硬件标准上给l叶J了系统级的设计标准，为该类总线的开放一、文现对系统业务状态的控制。通用性提供了标准的参考体系【3】。至此VPX总线标准成为了从机撤结数据通道：是指以主挖交换单元为·Il节点的星型拓扑RapidIO构、热设计、信号

7、定义、通信协议、系统组织架构等各个方面进仃详细交换网络，各负载模块之间数据交互均需要通过巾心节点进行转发来实规范的标准。现。二、平台架构的设计宽带信号处理平台中载板可分为两类：管理板和通用板，按照具体2014年第8期电子通信技术功能细分，管珲板也称为主拄交换板，而通用板n分为信号处理板和数据采集板两类。该平台r}]基本的宽带信号流程是：数据采集板将模拟信息进行数字化转换，然后该数字信号通过背板的数据通道传输给管理板，管理板再将该数据转给相应的数字信号处坪板，从而完成对宽带数据的解析和处理。存宽带无线系统中，宽带信号有接收

8、和发送两个流程，前面流程对应信号的接收流程，发送流程与之村I反。上述架构符合OI~nVPX标准中3u六槽的中心式背板模型，即BKP3一CEN06—15．2．2一n。阂此，对应板卡也可以参照OpenVPX标准巾给出的对应模型进行设计。罔3全互联拓扑结构为了满足宽带信号处理速率需求，我们采用4x串行RapidlO进行基于