本实用新型专利技术公开了一种基于VPX总线的多接口通信装置，包括底板和子板，所述底板上设置有第一FPGA控制器、第二FPGA控制器以及VPX接口模块，所述第一FPGA控制器、第二FPGA控制器通过VPX接口模块与外部设备实现通信交互，所述第一FPGA控制器、第二FPGA控制器通过32位本地总线连接，实现通信交互；所述子板上设置有第三FPGA控制器、Arinc429模块以及AEEC453模块，所述第三FPGA控制器分别通过Arinc429模块、AEEC453模块连接与VPX接口模块实现通信交互，所述第三FPGA控制器通过32位本地总线与第一FPGA控制器、第二FPGA控制器连接，实现通信交互。通过设置双FPGA芯片与ARM芯片的交互与协同控制，对采集的信号进行多路处理，能够保证较高的数据采集动态性能。证较高的数据采集动态性能。证较高的数据采集动态性能。
【技术实现步骤摘要】
基于VPX总线的多接口通信装置
[0001]本技术涉及于数据传输领域，具体涉及基于VPX总线的多接口通信装置。
技术介绍
[0002]VPX总线是VITA(VME International Trade Association,VME国际贸易协会) 组织于2007年在其VME总线基础上提出的新一代高速串行总线标准。VPX总线的基本规范、机械结构和总线信号等具体内容均在ANSI/VITA46系列技术规范中定义。VPX总线采用高速串行总线技术替代了VME总线的并行总线技术。VPX总线引入了目前最新串行总线技术，例如：Rapid IO、PCI
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Express和万兆以太网等，支持更高的底板带宽。
[0003]在专利公开号为CN211928574U的技术中公开了一种基于VPX总线的信息交互装置，该装置包括FPGA模块、Rapid IO交互模块、千兆网络交互模块、 CAN交互模块、1553B交互模块、串口交互模块、VPX接口模块、电源模块、复位模块和时钟模块；FPGA模块分别连接Rapid IO交互模块、千兆网络交互模块、CAN交互模块、1553B交互模块、串口交互模块、电源模块、复位模块和时钟模块，VPX接口模块分别连接Rapid IO交互模块、千兆网络交互模块、CAN 交互模块、1553B交互模块和串口交互模块，VPX接口模块用于连接外部交互设备，从而使得该装置在高速信息交互时实现了多种类型信息的低时延交互。
[0004]该公开文件所述的装置为单一FPGA模块，在处理航天航空领域的数据时，无法满足通信带宽越来越宽、传输速率越来越高、实时处理性的要求。因此，需要控制器具有更高的总线传输带宽、更强的运算能力和更灵活的数据交互能力。
技术实现思路
[0005]本技术的目的在于提供基于VPX总线的多接口通信装置，通过设置双 FPGA芯片与ARM芯片的交互与协同控制，对采集的信号进行多路处理，能够保证较高的数据采集动态性能，并提高数据的处理能力，同时满足高性能处理能力及高传输带宽的需求。用以解决现有单一FPGA控制器通信接口功能简单，无法满足数字信号采集实时处理的需求；在数据量较大的情况下，数据同步的可靠性较差的问题。
[0006]基于VPX总线的多接口通信装置，包括底板和子板，所述底板上设置有第一FPGA控制器、第二FPGA控制器以及VPX接口模块，所述第一FPGA控制器、第二FPGA控制器通过VPX接口模块与外部设备实现通信交互，所述第一 FPGA控制器、第二FPGA控制器通过32位本地总线连接，实现通信交互；
[0007]所述子板上设置有第三FPGA控制器、Arinc429模块以及AEEC453模块，所述第三FPGA控制器分别通过Arinc429模块、AEEC453模块连接与VPX接口模块实现通信交互，所述第三FPGA控制器通过32位本地总线与第一FPGA 控制器、第二FPGA控制器连接，实现通信交互。
[0008]进一步地，所述第一FPGA控制器通过APM交互模块、ATE交互模块、抑制信号输出模块、音频输出模块、复位输出模块、GPIO交互模块、地/开离散量交互模块、RS485输入模块、
Rapid IO交互模块以及Rapid IO时钟模块与所述 VPX接口模块连接。
[0009]进一步地，所述第二FPGA控制器设置有2路AFDX总线接口，每一路AFDX 总线接口通过PHY芯片与VPX接口模块连接，所述第二FPGA控制器通过切换输出接口类型实现将AFDX以太网数据传输至网口或光纤接口。
[0010]进一步地，所述第一FPGA控制器接收来自Rapid IO参考时钟模块的LVDS 时钟信号，所述Rapid IO参考时钟模块包括TXCO晶振模块与PLL模块，通过 TXCO晶振模块作为PLL模块的参考频率，生成LVDS时钟信号，并发送至第一FPGA控制器与VPX接口模块。
[0011]进一步地，所述第一FPGA控制器设置有3个GTX收发器，所述Rapid IO 交互模块为高速串行总线，每个GTX收发器通过高速串行总线连接VPX接口实现与外部计算机模块交互通信，实现3路基于1x模式的Rapid IO总线协议的数据收发。
[0012]进一步地，所述第一FPGA控制器设置有2路RS485输入接口，所述RS485 输入模块包括RS485驱动器，每一路RS485输入接口依次通过RS485驱动器、 VPX接口模块连接显示系统，所述RS485输入模块用于接收显示系统发送的经 RS485驱动器调理后的外部信号，并对调理后的外部信号进行RS485总线协议解析。
[0013]进一步地，所述底板上还设置有ARM控制器，所述ARM控制器与第一 FPGA控制器、第二FPGA控制器、第三FPGA控制器通过32位本地总线连接。
[0014]进一步地，所述ARM控制器采用ZYNQ7020芯片，所述ZYNQ7020芯片依次通过交换芯片、变压器实现9路外部100M网络接口与VPX模块连接，所述9路外部100M网络接口包括与VPX接口模块连接的8路网络接口，以及与 J30J连接器连接的1路网络接口。
[0015]进一步地，所述第一FPGA控制器设置有14路地/开离散量输入接口与6路 /开离散量输出接口，所述地/开离散量交互模块包括输入接口芯片，所述每一路地/开离散量输入接口依次通过输入接口芯片、VPX接口模块与外部设备连接，所述每一路地/开离散量输出接口依次通过输出接口芯片、VPX接口模块与外部设备连接。
[0016]进一步地，所述第一FPGA控制器设置有2路音频输出接口，所述音频输出模块包括音频编解码芯片，每一路音频输出接口依次通过音频编解码芯片、VPX 接口模块与外部设备连接，所述第一FPGA控制器接收来自ZYNQ7020芯片发送的音频源数据，并将所述音频源数据通过音频输出模块发送至外部设备。
[0017]所述APM交互模块、ATE交互模块、GPIO交互模块、地/开离散量交互模块、Rapid IO交互模块、地/开离散量交互模块实现第一FPGA控制器与外部设备之间通信交互，所述抑制信号输出模块、音频输出模块、复位输出模块实现第一FPGA控制器输出相对应的参数至外部设备，RS485输入模块实现第一FPGA 控制器接收来自外部设备相对应的参数。
[0018]所述APM交互模块、ATE交互模块支持离散量输入与输出，通过VPX接口模块与外部CPU连接，实现预设的自动化测试。
[0019]进一步地，所述第一FPGA控制器还挂载有QSPI Flash、DDR3存储器，所述第二FPGA控制器控制器还挂载有EEPROM、SDRAM存储器，所述ARM控制器还挂载有QSPI Flash、8GB的eMMC存储器。
[0020]传统的基于VPX总线的通信装置大多采用以单一处理器的核心，通过VPX 总线进行与外部模块的数据交换，在针对高通信带宽、高传输速率、高实时处理性的数据时，往往存在无法满足数字信号采集实时处理的需求；在数据量较大的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于VPX总线的多接口通信装置，其特征在于，包括底板和子板，所述底板上设置有第一FPGA控制器、第二FPGA控制器以及VPX接口模块，所述第一FPGA控制器、第二FPGA控制器通过VPX接口模块与外部设备实现通信交互，所述第一FPGA控制器、第二FPGA控制器通过32位本地总线连接，实现通信交互；所述子板上设置有第三FPGA控制器、Arinc429模块以及AEEC453模块，所述第三FPGA控制器分别通过Arinc429模块、AEEC453模块连接与VPX接口模块实现通信交互，所述第三FPGA控制器通过32位本地总线与第一FPGA控制器、第二FPGA控制器连接，实现通信交互。2.根据权利要求1所述的基于VPX总线的多接口通信装置，其特征在于，所述第一FPGA控制器通过APM交互模块、ATE交互模块、抑制信号输出模块、音频输出模块、复位输出模块、GPIO交互模块、地/开离散量交互模块、RS485输入模块、Rapid IO交互模块以及Rapid IO时钟模块与所述VPX接口模块连接。3.根据权利要求1所述的基于VPX总线的多接口通信装置，其特征在于，所述第二FPGA控制器设置有2路AFDX总线接口，每一路AFDX总线接口通过PHY芯片与VPX接口模块连接，所述第二FPGA控制器通过切换输出接口类型实现将AFDX以太网数据传输至网口或光纤接口。4.根据权利要求2所述的基于VPX总线的多接口通信装置，其特征在于，所述第一FPGA控制器接收来自Rapid IO参考时钟模块的LVDS时钟信号，所述Rapid IO参考时钟模块包括TXCO晶振模块与PLL模块，通过TXCO晶振模块作为PLL模块的参考频率，生成LVDS时钟信号，并发送至第一FPGA控制器与VPX接口模块。5.根据权利要求2所述的基于VPX总线的多接口通信装置，其特征在于，所述第一FPGA控制器设置有3个GTX收发器，所述Rapid IO交互模块为高速串行总线，每个GTX收发器通过高速串行总线连接VPX接口实...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋俊，郭华鹏，闫永鑫，杨贤波，
申请(专利权)人：成都恩菲特科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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