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太速科技-616-基于6U VPX XCVU9P+XCZU7EV的双FMC信号处理板卡

基于6U VPX XCVU9P+XCZU7EV的双FMC信号处理板卡

一、板卡概述 

      板卡基于6U VPX标准结构,包含一个XCVU9P 高性能FPGA,一片XCZU7EV FPGA,用于 IO扩展接口,双路HPC FMC扩展高速AD、DA、光纤接口等。是理想应用于高性能数字计算,光纤加速的板卡。 板卡全工业级芯片,满足高低温要求。

二、处理板技术指标 

●  主FPGA采用XCVU9P-2FLGA2104I; 从FPGA型号为XCZU7EV-2FFVC1156I;

●  主 FPGA外挂2组DDR4 ,每组64bit 宽度、8GByte容量;BPI flash加载方式,容量128MByte;1个I2C的 E2PROM;4个LED指示灯;

●  主 FPGA 外挂2组FMC HPC 连接器,都支持LA、HA、HB,8个GTY接口;

●  主FPGA与VPX背板P1互联16个GTY,P2互联8个GTY,P3 互联16对LVDS;

●  主 FPGA ,前面板 引出1路QSFP28,数据速率支持25GbpsX4, 时钟支持156.25MHz;

●  主FPGA,前面板J30J连接器(J14),JTAG接口,两收两发的GPIO_LVTTL3V3;

●  主FPGA(bank70)与从FPGA XCZU7EV(bank68)之间互联24对LVDS, 互联2个GTY (H)X 4; 

●  从FPGA与VPX背板P2 互联8个GTH,P3互联16对LVDS,P6互联44个GPIO_LVTTL_3V3;

●  从FPGA与VPX背板P6互联1路千兆以太网(PL端),1路RS422(PL端);

●  从FPGA 板内PL端1组DDR4,64bit,2GByte容量;4个LED指示灯;

●  从FPGA 板内PS端外挂1组DDR4,64bit,2GByte容量; 2x QFlash,每片64MByte容量;1路EMMC,8GByte容量;1路SD卡,16GByte容量;1路msata接口;

●  从FPGA 板内PS端出1路调试RS232 (Uart0),2路Can接口于连接器J11; 

●  从FPGA板后PS端出1路USB3.0,1路DP接口(VPX方案不使用);

●  从FPGA前面板出1路千兆以太网RJ45(PS端);

●  从FPGA前面板J30J连接器(J14),1路RS232或者RS422(PS端), 两收两发的GPIO_LVTTL3V3;JTAG调试口;

●  硬件连接支持从FPGA对主FPGA进行BPI模式加载。

三、接口软件内容

●  提供主FPGA的接口测试程序,包括 DDR4、光纤aurora、FMC等接口; 

●  提供从FPGA的裸跑接口测试程序,包括 DDR4、RS232,千兆网 接口。

●  提供主FPGA与从FPGA之间的GTY,LVDS互联测试程序。

●  提供主FPGA加载,从FPGA Flash、EMMC等加载测试程序。

四、物理特性

●  尺寸:6U VPX板卡,大小为160X233.35mm。 

●  支持导冷,风冷散热结构和把手安装。

●  工作温度:0℃~ +55℃ ,支持工业级 -40℃~ +85℃ 

●  工作湿度:10%~80% 

五、供电要求 

●  直流电源供电。整板功耗 120W。

●  电压:+12V 10A,纹波:≤10% 。 

●  支持外部独立电源接口J8;支持风扇接口 JP4,12V。

六、应用领域

软件无线电系统,基带信号处理,无线仿真平台,高速图像处理,光纤加速计算等。

附:VPX接口及前面板信号说明

1 VPX接口说明

 

 VPX

序号

信号功能

P0

J6

+12V: 板卡供电电源 @10A;
+3.3Vaux, 500mA;
VPX_GA[0:4] VPX_GAP : 接于单片机,用于板卡编号;
VPX_P0_REFCLK:  PCIe同源参考时钟,接于U26:SI53344-B-GM;
VSYS_SM_SCL0,SCA0 I2C:接于单片机,传输温度、电压监控
VPX0_SYS_RSTn: 板卡复位,同时接于VU9P和ZU7EV。

P1

J7

VPX_P1_GTY[0:15] : XCVU9P 的GTY[224:227]

P2

J8

VPX_P2_GTY[0:7]:
VPXP2_VPCIe_CLK  XCVU9P的GTY[231:232]
VPX_VPCIe_RSTn   XCVU9P 的 HP-65
VPX_P2_GTY[8:15]:
VPXP2_ZPCIe_CLK  ZU7EV GTH[223:224]
VPX_ZPCIe_RSTn   ZU7EV 的 HP-28

P3

J9

VU9P_P3_LVDS_P_[00:15]
VU9P_P3_LVDS_N_[00:15]  接于XCVU9P 1.8V IO 差分或者单端;

VPX_P4_3V3IO[0:19]  3.3V IO  ZU7EV 的 HD-bank88;

P4

J10

A7_P4_LVDS_P_[00:23]
A7_P4_LVDS_N_[00:23]  
ZU7EV 的 HP-bank67;1.8V IO或者差分对;
A7_RS422TX+,A7_RS422TX-
A7_RS422RX+,A7_RS422RX-

ZU7EV PL端HD-bank88 1路RS422或者2路RS232;
A7_ETH[A:D] ,一路千兆以太网,Base-T
ZU7EV PL端HP-bank28,RGMII接口。

2 板卡前面板接口

序号

信号功能

T1

ZU7EV的PS端千兆网络 RJ45;

U46

QSFP28  VU9P 光纤接口,支持4X25Gbps

J16

ZU7EV的 JTAG口;
VU9P的JTAG口;
ZU7EV PS端 Uart1 可配置为RS422或者RS232;
ZU_LVTT_GPIO[0:3]      ZU7EV  LVTTL3V3 IO,可配置双向;
VU9P_LVTT_GPIO[0:1]  VU9P LVTTL3V3 IO,单向接收;
VU9P_LVTT_GPIO[2:3]  VU9P LVTTL3V3 IO,单向发送。

J4

FMC1 : LA\HA\HB , DP[0:7]

J5

FMC2 : LA\HA\HB , DP[0:7]

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