一种通用数据处理刀片及设备机箱制造技术

本实用新型专利技术提供了一种通用数据处理刀片及设备机箱，其中，通用数据处理刀片包括：FPGA单元、光模块、收发器驱动电路、光纤接口电路；收发器驱动电路电性连接于FPGA单元，光模块电性连接于光纤接口电路的第一端，光纤接口电路的第二端电性连接于FPGA单元，光纤接口电路的第三端用于电性连接外部的通用计算模块。通过本实用新型专利技术的实施，采用FPGA控制器、收发器驱动电路及光纤接口电路完成RS422差分电平的输入和输出及高速GT数据信号的光纤传输，相比于传统数据处理设备，具有高实时、高带宽、多通道数据并行传输等特点，可广泛应用于前端传感器系统设备。系统设备。系统设备。

【技术实现步骤摘要】
一种通用数据处理刀片及设备机箱


[0001]本技术涉及处理器
，尤其涉及一种通用数据处理刀片及设备机箱。

技术介绍

[0002]通用数据处理刀片主要用于雷达信号处理、数据处理等需要高速密集计算的应用场景。对外提供10G以太网接口承载业务数据以及千兆以太网接口承载管理数据等，是一款集高性能、低功耗、高可靠性于一体的计算接口模块，可广泛应用于国防、政府、科研、通讯等领域。通用数据处理刀片为通用密集计算刀片的配套刀片，提供了通用密集计算插件对外的光纤接口、网络接口和外同步信号(差分信号)输入接口。近年来，国防等领域都有国产化的趋势，通用数据处理刀片全部采用国产芯片，以满足国产化率的要求。
[0003]随着数字化转型的深入，海量数据对信息处理提出了新的要求。传统数据处理虽然有技术成熟、性能良好、可用性高等优点，但面对实时性要求高的海量数据，其缺点也越来越明显：如传输时延和带宽性能不能达到要求等，难以满足用户需求。

技术实现思路

[0004]本技术提供了一种通用数据处理刀片及设备机箱，旨在解决相关技术中的数据处理设备在面对海量数据时传输时延和带宽性能不能满足要求的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本技术第一方面提供了一种通用数据处理刀片，包括：FPGA单元、光模块、收发器驱动电路、光纤接口电路；所述收发器驱动电路电性连接于所述FPGA单元，所述光模块电性连接于所述光纤接口电路的第一端，所述光纤接口电路的第二端电性连接于所述FPGA单元，所述光纤接口电路的第三端用于电性连接外部的通用计算模块；
[0006]所述FPGA单元包括：FPGA芯片、存储配置电路，所述存储配置电路与所述FPGA芯片电性连接。
[0007]本技术第二方面提供了一种设备机箱，包括如本技术第一方面所述的通用数据处理刀片。
[0008]从上述描述可知，与相关技术相比，本技术的有益效果在于：
[0009]采用FPGA控制器，通过收发器驱动电路及光纤接口电路完成RS422差分电平的输入和输出及高速GT数据信号的光纤传输，从而完成前端传感器的高速数据传输；相比于传统数据处理设备，由于FPGA控制器的数据速率和传输协议可配置，使用灵活，可支持高速光纤通道，具有光纤数据瞬时带宽不小于8GB/s和光纤数据平均带宽大于4GB/s的数据传输性能，从而具有高实时、高带宽、多通道数据并行传输等特点，可广泛应用于前端传感器系统设备中。
附图说明
[0010]图1是本技术实施例的通用数据处理刀片的电路原理图；
[0011]图2是本技术实施例的同步接口的连接示意图；
[0012]图3是本技术实施例的FPGA与Flash的连接示意图；
[0013]图4是本技术实施例的FPGA与单组DDR4的连接示意图；
[0014]图5是本技术实施例的PCIE接口的连接示意图；
[0015]图6是本技术实施例的光纤接口电路的电路原理图。
具体实施方式
[0016]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。此外，下面所描述的本技术的各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0017]在相关技术中，由于存在现有的数据处理设备在面对海量数据时传输时延和带宽性能不能满足要求的问题，为此，本技术实施例提供了一种通用数据处理刀片。
[0018]如图1所示为本技术实施例提供的一种通用数据处理刀片的电路原理图，该通用数据处理刀片包括：FPGA单元、光模块、收发器驱动电路、光纤接口电路。
[0019]具体的，收发器驱动电路电性连接于FPGA单元，光模块电性连接于光纤接口电路的第一端，光纤接口电路的第二端电性连接于FPGA单元，光纤接口电路的第三端用于电性连接外部的通用计算模块；FPGA单元包括：FPGA芯片、存储配置电路，存储配置电路与FPGA芯片电性连接。
[0020]在本实施例中，通用数据处理刀片采用Open VPX VITA65标准规范设计，采用6U VPX刀片，尺寸为233.35(H)
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81.5(D)，面板为5HP。板卡采用风冷散热方式，遵循VITA48.1 REDI风冷标准，包括印制板、散热板和结构件。
[0021]本实施例的通用数据处理刀片对外采用光模块，通过收发光纤接口，完成高速GT数据信号的光纤传输和通用计算模块的千兆以太网的光纤传输。FPGA单元通过高速GT收发器完成高速GT数据信号的光纤传输，并与上位机(也即通用计算模块)进行数据通信，完成前端传感器的高速数据传输功能；FPGA单元具有存储配置电路，可实现高速数据缓存功能；另外，FPGA单元还对信号的输入和输出进行传输处理，信号对外接口采用收发器驱动电路实现RS422差分电平的输入和输出，最后可将差分信号转为单端信号接入通用密集计算插件的GPIO引脚。应当说明的是，通用数据处理刀片为通用密集计算刀片的一个PCIE设备，实现接收和发送来自DBF的光纤数据或数字模拟的光纤数据，通过DMA(Direct Memory Access，直接内存访问)方式将数据写入前插刀片的CPU内存缓冲区，并完成同步信号接口功能。本实施例采用FPGA控制器，数据速率和传输协议可配置，使用灵活，可以支持26路高速光纤通道，具有光纤数据瞬时带宽不小于8GB/s和光纤数据平均带宽大于4GB/s的数据传输性能，从而该通用数据处理刀片具有高实时、高带宽、多通道数据并行传输等特点，可广泛应用于前端传感器系统设备中。
[0022]如图2所示为本实施例提供的一种同步接口的连接示意图，请参见图1及图2，收发器驱动电路包括：RS422驱动器以及RS422接收器。
[0023]具体的，RS422驱动器以及RS422接收器的一端均与FPGA单元电性连接，另一端分
别与相应的同步接口电性连接。
[0024]本实施例中，通用计算后IO支持4路同步信号输入和4路同步信号输出，同时能和前插板的4路GPIO互联，可定义为同步输入或输出，能够满足同步算法和同步信号输入输出的需求。RS422电气接口采用4路RS422驱动器和RS422接收器实现，同步接口采用中航光电高速高密度矩形连接器J30J
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15TJWP7
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J；其中，同步接口控制逻辑由FPGA实现，主要实现以下功能：实现同步信号接收、处理、转发功能，具备将同步信号转为单端信号接入通用密集计算插件的GPIO引脚；同步接口的帧周期驻留脉冲CPI的时序基准可根据配置换为内部基准或外部基准，并作为其他同步信号(如LD驻留周期脉冲PRT，单波形脉冲ST等)的同步基准；当切换为内部基准模式时，CPI由FPGA内部的计数器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通用数据处理刀片，其特征在于，包括：FPGA单元、光模块、收发器驱动电路、光纤接口电路；所述收发器驱动电路电性连接于所述FPGA单元，所述光模块电性连接于所述光纤接口电路的第一端，所述光纤接口电路的第二端电性连接于所述FPGA单元，所述光纤接口电路的第三端用于电性连接外部的通用计算模块；所述FPGA单元包括：FPGA芯片、存储配置电路，所述存储配置电路与所述FPGA芯片电性连接。2.根据权利要求1所述的通用数据处理刀片，其特征在于，所述收发器驱动电路包括：RS422驱动器以及RS422接收器；所述RS422驱动器以及所述RS422接收器的一端均与所述FPGA单元电性连接，另一端分别与相应的同步接口电性连接。3.根据权利要求1所述的通用数据处理刀片，其特征在于，所述存储配置电路包括：外部存储器以及Flash配置模块，所述外部存储器与所述FPGA芯片的PL端电性连接，所述Flash配置模块通过QSPI串行接口配置方式与所述FPGA芯片电性连接。4.根据权利要求3所述的通用数据处理刀片，其特征在于，所述外部存储器包括：第一DDR4存储器以及第二DDR4存储器，所述第一DDR4存储器以及第二DDR4存储器均电性连接于所述FPGA芯片的PL端。5.根据权利要求1所述的通用数据处理刀片，其特征在于，所述FPGA单元还包括GTH接口以...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐仁文，
申请(专利权)人：上海领存信息技术有限公司，
类型：新型
国别省市：