一种基于RFSOC的VPX高性能数字综合板制造技术

本发明专利技术公开了一种基于RFSOC的VPX高性能数字综合板，属于信号采集、处理和回放的技术领域，包括2片RFSOC、3片时钟芯片、8片DDR4SDDRAM、1片FPGA、1片DSP、4片DDR3SDDRAM、7片Flash芯片、1片GBE PHY、1片PCIE Switch、1片MCU芯片以及对外的物理接口；本发明专利技术能够实现多通道ADC同步采集、多通道DAC同步回放、高速数据处理、大容量高速数据缓存和高速数据传输等功能。等功能。等功能。

【技术实现步骤摘要】
switch互联。
[0009]DSP芯片外挂一片SPI Flash芯片实现DSP程序的存储；DSP芯片外挂4片DDR3 SDRAM芯片实现大容量数据的高速缓存；DSP芯片通过1个2x PCIE Gen2.0接口与PCIE Switch互联；DSP芯片通过一个SGMII接口与GBE PHY互联，实现1000BASE
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T的千兆以太网口；DSP芯片分别通过1个4x SRIO接口和1个EMIF接口与FPGA互联。
[0010]PCIE switch芯片通过三个4x PCIE Gen2.0接口分别与两片RFSOC芯片和一片FPGA芯片互联，PCIE switch芯片通过一个2x PCIE Gen2.0接口与DSP芯片互联。
[0011]GBE PHY芯片通过一个SGMII接口与DSP芯片互联，GBE PHY芯片通过一个RGMII接口与RFSOC芯片I互联，实现1000BASE
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T的千兆以太网接口并通过VPX P4连接器输出。
[0012]FPGA芯片外挂2片QSPI Flash芯片，实现FPGA芯片中程序存储和加载；FPGA芯片通过1个8x GTY和1个24x LVDS接口分别与两片RFSOC芯片互联；FPGA芯片分别通过1个4x SRIO接口和1个EMIF接口与DSP芯片互联；FPGA芯片通过1个4x PCIE Gen2.0接口与PCIE switch芯片互联。
[0013]FPGA芯片通过1个8x GTY、1个6x LVDS和2个RS422全双工接口与VPX接口P1互联；FPGA芯片通过1个8x GTY、1个6x LVDS和2个RS422全双工接口与P2互联；FPGA芯片分别通过1个8x GTY和1个8x LVDS与P3、P4和P5互联。
[0014]MCU芯片通过I2C与VPX连接器P0互联，实现IPMI管理总线。
[0015]进一步地，对外的物理接口，还包括25个JSMP接口。
[0016]每一路ADC同步采集通道的信号都通过一个JSMP接口输入，并由巴伦进行单端到差分的转换之后输入到RFSOC芯片的相应管脚。
[0017]RFSOC芯片输出的每一路DAC同步回放通道都由巴伦进行差分到单端的转换之后，通过一个JSMP接口输出。
[0018]进一步地，ADC和DAC采样使用时钟芯片LMK04828提供的低速参考时钟，或者使用由时钟芯片LMX2594产生并经过ADCLK944驱动的高速采样时钟；
[0019]进一步地，对外的物理接口还包括1个J30J
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21ZKW
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J接口，J30J
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21ZKW
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J接口上定义了DSP JTAG信号、FPGA JTAG信号和RS232信号，用于板卡调试和程序更新。
[0020]有益效果：
[0021]1.本专利技术公开了一种基于RFSOC的VPX高性能数字综合板，包括2片RFSOC、3片时钟芯片、8片DDR4 SDDRAM、1片FPGA、1片DSP、4片DDR3 SDDRAM、7片Flash芯片、1片GBE PHY、1片PCIE Switch、1片MCU芯片以及对外的物理接口；本专利技术能够实现多通道ADC同步采集、多通道DAC同步回放、高速数据处理、大容量高速数据缓存和高速数据传输等功能。
[0022]2.本专利技术公开的一种基于RFSOC的VPX高性能数字综合板，具备多通道ADC同步采集能力，采用两片Xilinx公司的RFSOC芯片XCZU47DR
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2FFVE1156I，每片RFSOC支持8通道14bit的ADC同步采集，ADC采样率最高可以达到5Gsps；通过同步的时钟设计，一共可以实现16通道的ADC同步采集。
[0023]3.本专利技术公开的一种基于RFSOC的VPX高性能数字综合板，具备多通道DAC同步回放能力，采用两片Xilinx公司的RFSOC芯片XCZU47DR
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2FFVE1156I，每片RFSOC支持8通道14bit的DAC同步回放，DAC采样率最高可以达到9.85Gsps；本设计中由于板卡PCB面积的限制，每片RFSOC芯片只使用4通道的DAC，共可以实现8通道的DAC同步回放。
switch互联。
[0033]DSP芯片外挂一片SPI Flash芯片实现DSP程序的存储；DSP芯片外挂4片DDR3 SDRAM芯片实现大容量数据的高速缓存；DSP芯片通过1个2x PCIE Gen2.0接口与PCIE Switch互联；DSP芯片通过一个SGMII接口与GBE PHY互联，实现1000BASE
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T的千兆以太网口；DSP芯片分别通过1个4x SRIO接口和1个EMIF接口与FPGA互联。
[0034]PCIE switch芯片通过三个4x PCIE Gen2.0接口分别与两片RFSOC芯片和一片FPGA芯片互联，PCIE switch芯片通过一个2x PCIE Gen2.0接口与DSP芯片互联。
[0035]GBE PHY芯片通过一个SGMII接口与DSP芯片互联，GBE PHY芯片通过一个RGMII接口与RFSOC芯片I互联，实现1000BASE
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T的千兆以太网接口并通过VPX P4连接器输出。
[0036]FPGA芯片外挂2片QSPI Flash芯片，实现FPGA芯片中程序存储和加载；FPGA芯片通过1个8x GTY和1个24x LVDS接口分别与两片RFSOC芯片互联；FPGA芯片分别通过1个4x SRIO接口和1个EMIF接口与DSP芯片互联；FPGA芯片通过1个4x PCIE Gen2.0接口与PCIE switch芯片互联。
[0037]FPGA芯片通过1个8x GTY、1个6x LVDS和2个RS422全双工接口与VPX接口P1互联；FPGA芯片通过1个8x GTY、1个6x LVDS和2个RS422全双工接口与P2互联；FPGA芯片分别通过1个8x GTY和1个8x LVDS与P3、P4和P5互联。
[0038]MCU芯片通过I2C与VPX连接器P0互联，实现IPMI管理总线。
[0039]本专利技术使用RFSOC、时钟芯片、DSP、FPGA、PCIE Switch芯片、GBE PHY芯片、大容量DDR3 SDRAM、大容量DDR4 SDRAM、SPI Flash等来构建一款VPX高性能数字综合板卡，实现多通道ADC同步采集、多通道DAC同步回放、高速数据处理、大容量高速数据缓存和高速数据传输等功能。
[0040]本专利技术的结构(见图1)主要由两片Xilinx公司的RFSOC芯片XCZU47DR
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2FFVE1156I、一片TI公司的LMK04828时钟芯片、一片TI公司的LMX2594时钟芯片、一片ADI公司的ADCLK946时钟驱动芯片、八片镁光公司的DDR4 SDRAM(型号为MT40A512M16HA
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83E)、一片TI本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于RFSOC的VPX高性能数字综合板，其特征在于，包括2片RFSOC芯片、3片时钟芯片、8片DDR4 SDDRAM芯片、1片FPGA芯片、1片DSP芯片、4片DDR3 SDDRAM芯片、7片Flash芯片、1片GBE PHY芯片、1片PCIE Switch芯片、1片MCU芯片、对外的物理接口；所述Flash芯片包括6片QSPI Flash芯片和1片SPI Flash芯片；所述对外的物理接口包括一组VPX接口，所述一组VPX接口包括P0、P1、P2、P3、P4、P5和P6；其中，2片RFSOC芯片分别为：RFSOC芯片I和RFSOC芯片II；两片RFSOC芯片之间通过12x LVDS互联；所述RFSOC芯片I外挂4片DDR4 SDRAM实现大容量数据的高速缓存；RFSOC芯片I外挂2片QSPI Flash芯片实现RFSOC芯片中程序的存储；RFSOC芯片I通过RGMII接口与GBE PHY芯片互联；RFSOC芯片I连接8路ADC同步采集通道和4路DAC同步回放通道；RFSOC芯片I通过1个8x GTY和1个24x LVDS接口与FPGA芯片互联；RFSOC芯片I通过1个4x PCIE Gen2.0接口与PCIE switch互联；所述RFSOC芯片II外挂4片DDR4 SDRAM实现大容量数据的高速缓存；RFSOC芯片II外挂2片QSPI Flash芯片实现RFSOC程序的存储；RFSOC芯片II通过RGMII接口与GBE PHY芯片互联；RFSOC芯片II实现8路ADC同步采集通道和4路DAC同步回放通道；RFSOC芯片II通过1个8x GTY和1个24x LVDS接口与FPGA芯片互联；RFSOC芯片II通过1个4x PCIE Gen2.0接口与PCIE switch互联；所述DSP芯片外挂一片SPIFlash芯片实现DSP程序的存储；所述DSP芯片外挂4片DDR3 SDRAM芯片实现大容量数据的高速缓存；所述DSP芯片通过1个2x PCIE Gen2.0接口与PCIE Switch互联；所述DSP芯片通过一个SGMII接口与GBE PHY互联，实现1000BASE
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T的千兆以太网口；所述DSP芯片分别通过1个4x SRIO接口和1个EMIF接口与FPGA互联；所述PCIE switch芯片通过三个4x PCIE Gen2.0接口分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雄奎，付三阳，贺强，孙畅，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：