一种功能接口可扩展的SoC重构子母验证板制造技术

一种功能接口可扩展的SoC重构子母验证板，主要分为母板和子板两个部分。由SoC处理器、FPGA模块、程序存储器、Space Wire连接器、电压转换模块、晶振、复位接口、DSU接口、网络接口、总线控制器接口电路、总线控制器路由以及Space Wire链路接口等组成。该功能验证板采用了母板加子板的设计模式，相比前一代功能验证板，在设计中将最核心的功能电路设计在母板上，合理规划板上物理空间，设计了可扩展的子板接口。仅更换子板就能验证更多的功能。为器件应用提供了可靠的判断依据。

【技术实现步骤摘要】
一种功能接口可扩展的SoC重构子母验证板
本技术涉及一种功能接口可扩展的SoC重构子母验证板，特别针对以SPARCV8体系结构的32位高性能微处理器为核心的可扩展的功能验证电路。
技术介绍
在星载系统中使用的SoC由于应用环境恶劣，服务时间长，必须对其各个模块的功能进行全面、系统的验证。针对不同的验证需求，功能验证板也要作出相应的改进。这种改进不仅仅是功能上的，同时要结合板上资源对验证板的物理空间结构进行创新。在设计中需要考虑到各个模块的特性，确保每个模块的设计正确。新一代的SpaceWire总线技术可以用来处理空间任务中的大量图像数据，可用于整个载荷设备间数据传输。SpaceWire路由器可用来连接各个载荷设备。SpaceWire技术满足未来航天数据总线和控制总线的要求。
技术实现思路
本技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种功能接口可扩展的SoC重构子母验证板，采用母板结合子板的设计模式，在母板设计上保留了最核心的功能电路，合理优化板上资源，采用可拆卸的子板实现了可扩展的功能。这样在保证基本功能验证的前提下，为其他待测功能带来了更多便捷，仅更换子板就能验证更多的功能。也可为今后多功能验证板的设计提供了一些参考。本技术的技术解决方案是：一种功能接口可扩展的SoC重构子母验证板，包括：供电电源、母板、可扩展子板和上位机；SoC功能验证板包括：母板和待验证子板；母板包括：SoC处理器、FPGA模块、SRAM存储器、SDRAM存储器、DPRAM存储器、SpaceWire连接器、电压转换模块、晶振、复位接口、DSU接口、网络接口、RS3232接口、总线控制器接口电路、总线控制器路由以及SpaceWire链路接口；SoC处理器分别连接FPGA模块、总线控制器接口电路、复位接口、SRAM存储器、SDRAM存储器、网络接口、晶振和RS3232接口；SpaceWire连接器连接总线控制器接口电路；FPGA模块分别和总线控制器路由、DPRAM存储器连接；供电电源的输出端连接电压转换模块的输入端；DSU接口通过串口线连接上位机，用于进行调试工作；总线控制器接口电路设置有三个完全相同的SpaceWire链路接口。待验证子板上设置有DDR存储器，DDR存储器通过高速连接器连接母板。母板设计了两个可扩展接口，可扩展接口用于和待验证子板进行连接。SpaceWire连接器采用微型9针连接器实现。本技术与现有技术相比的有益效果是：1)本技术的功能验证板采用了母板和子板结合的设计模式，和以往整板的设计模式不同的是，在设计中将最核心的功能电路设计在母板上，同时合理利用物理空间，在母板的基础上设计了可扩展的子板。仅更换子板就能验证更多的功能。2)本技术的功能验证板采用了核心CPU+FPGA组合设计的模式。采用的核心处理器相比较上一代处理器，主频提升3倍。同时结合了FPGA可灵活实现各种所需功能，适用于逻辑控制、数据处理等多种应用。3)本技术的功能验证板DDR存储体采用子板可拆卸的设计，相比上一代功能验证板，优化了存储器的设计。由于DDR子板采用T型走线，该设计也有利于板级设计中的布局和走线。4)本技术采用SpaceWire总线具有高可靠、支持多协议、灵活的拓扑结构、较好的电磁兼容特性、模块化及简单易用等特点。总线控制器路由可实现SpaceWire网络中各节点之间的数据路由，可根据应用需求构建灵活多样的SpaceWire网络，与SpaceWire通讯控制器构成SpaceWire网络，用于有效载荷间的数据传输，满足高速、高可靠、大数据量传输的航天应用需求。附图说明图1是本技术功能验证板外部物理连接框图。图2是本技术可扩展子板的结构框图。具体实施方式如图1所示，一种功能接口可扩展的SoC重构子母验证板，包括供电电源、母板、可扩展子板(图2所示)和上位机。SoC功能验证板包括：母板和待验证子板。母板包括：SoC处理器、FPGA模块、SRAM存储器、SDRAM存储器、DPRAM存储器、SpaceWire连接器、电压转换模块、晶振、复位接口、DSU接口、网络接口、RS3232接口、总线控制器接口电路、总线控制器路由以及SpaceWire链路接口。SoC处理器分别连接FPGA模块、总线控制器接口电路、复位接口、SRAM存储器、SDRAM存储器、网络接口、晶振和RS3232接口；SpaceWire连接器连接总线控制器接口电路；FPGA模块分别和总线控制器路由DPRAM存储器连接；供电电源的输出端连接电压转换模块的输入端；DSU接口通过串口线连接上位机，用于进行调试工作；总线控制器接口电路设置有三个完全相同的SpaceWire链路接口。待验证子板上设置有DDR存储器，DDR存储器通过高速连接器连接母板。母板设计了两个可扩展接口，可扩展接口用于和待验证子板进行连接，根据需求来选择相应的测试子板。SpaceWire连接器采用微型9针连接器实现，通过外部线缆，可以实现各个SpaceWire总线接口之间的数据收发工作。本技术设计中采用了核心CPU+FPGA组合设计的模式。可以同时发挥出处理器和FPGA的优点。相比之前的功能验证板，设计上结合了FPGA可适用于逻辑控制、数据处理等多种应用。本技术优化了存储器的设计，DDR存储器采用子板可拆卸的设计，有利于板级设计中的布局和走线；采用SpaceWire总线，具有高可靠、支持多协议、灵活的拓扑结构、较好的电磁兼容特性、模块化及简单易用等特点。实施例供电电源采用外部提供+5V的电压输入；核心处理器为基于SPARCV8体系结构的32位高性能处理器；SoC功能验证板主要由母板和子板组成。其中母板上主要包括了SoC处理器、FPGA模块、程序存储器、SpaceWire连接器、电压转换模块、晶振、复位接口、DSU接口、网络接口、总线控制器接口电路以及其他外设接口等。子板的设计有两个可扩展的功能验证子板。如图1所示，可扩展子板1将DDR存储体采用子板可拆卸的设计优化了母板的物理空间的布局。可扩展子板2可以作为路由器，用于构建任意形式SpaceWire网络，实现网络节点之间数据交换；也可作为总线控制器，通过外部并行端口与用户子系统相连，构成多功能SpaceWire网络节点。本SoC功能验证板板载FPGA资源，其内部包含了可编程逻辑模块(CLB)、通用输入输出模块(IOB)以及多种IP资源，可通过JTAG、串行模式或并行模式现场配置，灵活实现各种所需功能，适用于逻辑控制、数据处理等多种应用。板载的存储器有ROM、SRAM、SDRAM，DDR等。其中DDR的设计采用可拆卸的子板设计。对其进行单独的设计和布线，可以最大程度的节省母板上的物理空间，优化存储器的设计。Sp本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功能接口可扩展的SoC重构子母验证板，其特征在于，包括：供电电源、母板、可扩展子板和上位机；/nSoC功能验证板包括：母板和待验证子板；/n母板包括：SoC处理器、FPGA模块、SRAM存储器、SDRAM存储器、DPRAM存储器、Space Wire连接器、电压转换模块、晶振、复位接口、DSU接口、网络接口、RS3232接口、总线控制器接口电路、总线控制器路由以及Space Wire链路接口；/nSoC处理器分别连接FPGA模块、总线控制器接口电路、复位接口、SRAM存储器、SDRAM存储器、网络接口、晶振和RS3232接口；/nSpace Wire连接器连接总线控制器接口电路；/nFPGA模块分别和总线控制器路由、DPRAM存储器连接；/n供电电源的输出端连接电压转换模块的输入端；/nDSU接口通过串口线连接上位机，用于进行调试工作；/n总线控制器接口电路设置有三个完全相同的Space Wire链路接口。/n

【技术特征摘要】
1.一种功能接口可扩展的SoC重构子母验证板，其特征在于，包括：供电电源、母板、可扩展子板和上位机；
SoC功能验证板包括：母板和待验证子板；
母板包括：SoC处理器、FPGA模块、SRAM存储器、SDRAM存储器、DPRAM存储器、SpaceWire连接器、电压转换模块、晶振、复位接口、DSU接口、网络接口、RS3232接口、总线控制器接口电路、总线控制器路由以及SpaceWire链路接口；
SoC处理器分别连接FPGA模块、总线控制器接口电路、复位接口、SRAM存储器、SDRAM存储器、网络接口、晶振和RS3232接口；
SpaceWire连接器连接总线控制器接口电路；
FPGA模块分别和总线控制器路由、DPRAM存储器连接；
供电电源的输出端连接电压转换模块的输入端；
DSU接口通过串口线连接上位机，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜驿阳，刘亚丽，赵晋，付鹏，于立新，庄伟，
申请(专利权)人：北京时代民芯科技有限公司，北京微电子技术研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11