基于vpx总线的sar接口板卡设计

《基于vpx总线的sar接口板卡设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、基于VPX总线的SAR接口板卡设计为丫实现SAR实时成像的高清晰度与通信功能，采用VPX高速串行总线技术来实现高带宽，通过SRIO,PCI?E总线来进行板间互连，用千兆以太网实现与接口板卡之间的数据通信，并详细介绍了以FPGA，DAC和VPX串行总线为核心的接口板卡设计方案，同时对其中的信号模块、存储模块和千兆以太网模块的设计进行介绍。最后经过调试，验证了板卡设计的可行性。己关键词：SAR；VPX；千兆以太网；接口板卡；FPGATN911.73734A10047373X(2017)12?0140?

2、04Abstract：TorealizethehighresolutionofSARrcal?timcimagingandcommunicationfunction,theVPXhigh?speedserialbustechnologyisusedtorealizehighbandwidth,theSRIOandPCI?Ebusareemployedforinterconnectionofthebroads,andthegigabitEthernetisadoptedtoimplementthed

3、atacommunicationamongtheinterfaceboards.ThedesignschemeoftheinterfaceboardtakingFPGA，DACandVPXserialbusasthecoreisdescribedindetail.Thedesignofsignalmodule,memorymoduleandgigabitEthernetmoduleisintroduced.Thefeasibilityoftheboarddesignwasverifiedinate

4、st.Keywords：SAR；VPX；gigabitEthernet；interfaceboard；FPGA0引言SAR是一种高分辨雷达，通过“合成孔径”和“脉冲压缩”实现方位向和距离向这两个方向的高分辨率成像，具有全天候的观测能力。无论是在战吋实吋监控的军事方面，还是实吋的天气预报，监控等民用方面，都有广泛的应用［1］。SAR实时成像处理功能的实现，要求数据处理器具有高的I/O吞吐能力，大的总线带宽。传统的实时成像系统所用的总线（如VME）。由于较小的总线带宽，造成了传输数据的瓶颈，致使分辨率

5、下降，影响图像的质量。为了解决此问题，采用VPX总线标准进行系统设计。该标准具有很高的数据带宽，解决了数据传输瓶颈问题，并且VPX采用RT2连接器，该连接器具有很好的稳定性，适宜在航空，军事等恶劣的环境下使用。本文设计FPGA与VPX总线结合的接口板卡来满足设计的需求［2］。1SAR处理机系统方案VPX技术采用高速串行总线代替并行总线，最高数据传输率可以达到10Gb/s,通过RapidlO和AdvancedSwitchingInterconnect现代工业串行交换结构，实现更高的背板宽度，支持以太

6、网，SRIO,PCI?E等最新的工业串行接口[3]。本文设计7??插槽，插入7个满足VPX标准的模块，采用PCI?E作为互连总线，连接每个插槽与底板之间的数据信号，用SRIO总线来实现板与板之间的信号传递，以太网作为附加总线，与外部进行联网输出控制。同时附加一个RapidlO交换机插槽，通过单星互连的VPX总线拓扑结构，将每块板卡的SRIO信号进行汇总，再通过交换机传递出去，不仅增加数据带宽，同时方便后期的检测。SAR处理机是由一个定制机箱和多个模块组成,VPX处理机箱采用3U标准高度机箱，由图1

7、可以看出处理机的内部系统框图，主要包括电源模块、两个信号处理模块、存储模块、采集模块、交换机模块、接口模块和底板。SAR机箱底板作为功能模块之间信息交换的平台，通过VPX接n实现与模块的连接。VPX的P0槽为其他的功能模块提供电源，P1槽实现信息交换功能，SAR处理机的各功能模块之间的信息交换就是在P1槽实现的。具体的底板功能示意图如图2所示。SAR实时成像机箱底板设计7个槽位，其中包括了1个RapidlO交换槽位进行走线，1个电源槽和5个功能槽。针对每个VPX插槽得P0,Pl，P2这3个部分，进

8、行了功能划分。P0作为功能连接器，主要用来连接时钟、电源、总线和测试信号等，P1是负责数据传输连接器，连接高速串行接口，P2作为普通的控制连接器，主要是负责连接一些控制信号和时钟。具体的底板互连信号方式如图3所示。2硬件设计接口板卡作为SAR成像处理机的核心部分，它需要对来自采集板、存储板、处理板的信号进行整合，再通过以太网传输到外部设备上［4］。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。本文设计了一个由高性能的FPGA、VPX总线、千兆以太网接口、高速