3U 导冷VPX信号采集、处理系统(方案一)
基于VPX的3U信号处理平台的设计
基于VPX的3U信号处理平台的设计
李宏;史鸿声
【期刊名称】《中国科技信息》
【年(卷),期】2013(000)012
【摘要】VPX是新一代的平台标准,本文设计了一种基于VPX标准的3U信号处理平台,该平台提供了高带宽,支持Serial Rapidl/O,为数据的高速交换提供了可能.【总页数】1页(P104)
【作者】李宏;史鸿声
【作者单位】华东电子工程研究所,合肥230088;华东电子工程研究所,合肥230088
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于VPX的航天数据处理平台设计 [J], 姜云涛;田宇;刘永;陈伟
2.基于VPX总线的3U光传输模块设计 [J], 熊建新;王元;郑鹏
3.基于VPX标准3U通用处理模块设计 [J], 韩强
4.基于VPX总线的雷达数据处理平台设计 [J], 孙高俊;丁岐鹃
5.基于Open VPX的数字阵列雷达信号处理平台设计 [J], 刘文佳;徐光辉;陈业伟;因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
让军用存储不再瓶颈
让军用存储不再有瓶颈！目前在航空、航天、通信等各军用领域中，数据存储设备都有着广泛的需求和应用，因应用环境和性能的需求不同，物理实现方法也各不相同。
伴随着科学技术水平的提高，尤其是在航空、航天等领域的迅猛发展，无论是星载、弹载还是箭载飞行器飞行过程中需要记录的参数越来越多，数据产生速度越来越高，需要记录的数据量也不断提高，这就要求数据存储设备拥有更高的性能。
同时因高空飞行器一般环境恶劣、空间有限、对所载设备的功耗和重量有严格的限制条件，所以要求数据存储设备还需要具有功耗低、体积小、重量轻、耐高压、工作温度范围广和抗高冲击过载的特点。
因此体积小、容量大、带宽高、耐压强度大、抗冲击震动以及抗磁干扰的小型化存储设备成为航空航天数据存储领域的迫切需求，恒润科技为了满足航空航天等领域关于存储设备的各种需求，恒润科技自主研制、开发了如下系列业界具备一定优势的高带宽、大容量、稳定可靠的数据存储系统。
1)P系列高速采集、存储系统；2)C系列高速采集、存储系统；3)V系列高速采集、存储系统。
1.P系列高速采集、存储系统1)产品简介P系列高速采集、存储系统是恒润科技基于PCIe总线开发的高速信号采集、处理、存储、回放系统级产品。
该产品采用模块化设计和标准PCIe总线架构，易扩展，高可用，可实现高、低速模拟信号及光纤信号的数据采集，同时通过系统内高性能DSP，可以在数据存储的同时并行进行数字信号处理。
通过恒润科技自主研发的PCIe光纤通讯设备和高性能磁盘阵列控制器可使数据回放实测带宽达到2.6GBps。
2)产品特性☐模拟信号采集频率5GHz；☐支持突发存储和连续存储两种模式；☐实测存储写速度2.2GBps；☐实测存储读速度2.6GBps；☐支持数据转储，转储带宽1.6GBps。
☐提供数据在线播放、记录功能软件；☐提供数据回放、分析等功能软件。
3)应用领域☐雷达；☐声纳；☐无线电监控；☐视频采集；☐通信；☐电子对抗等。
基于VPX总线的3U光传输模块设计
2017年第6期信息通信2017 (总第174 期）INFORMATION & COMMUNICATIONS (Sum. No 174)基于V P X总线的3U光传输模块设计熊建新，王元，郑鹏(中国电子科技集团公司第三十四研究所，广西桂林541004)摘要:首先介绍了 V P X总线的基本特点，详细阐述了 3UVPX模块的主要组成,然后从硬件设计和软件设计两个方面对3U VPX光传输模块进行了设计说明,在文末对实际设计进行分析和总结。
关键词:V P X总线;光传输;模块化中图分类号:TP336 文献标识码:A文章编号:1673-1131(2017)06-0044~03A Design Of 3U Optical Transmission Module Based On VPX BusAbstract:First the basic feature of V PX BUS is introduced in this paper.A nd the major component of3U VPX module is expa-tiated,fhen the hardware&software design is illustrated.Finally,the actual result is analyzed aod evaluated.Key Words:VPX BUS;Opti.cal TransmissiQn;Modularizatioii0引言传统通信系统通常采用并行总线以及自定义的串行总线来进行业务传输，这种传输方式在国防军用、航空航天等领域越来越高的性能要求和恶劣的应用环境下已经暴露出越来越多的弊端™。
为替代现有传输总线，提髙系统传输带宽，新型VPXCVITA46)标准作为新一代的工业总线标准，是在V M E总线基础上提出的一种高性能总线，其最大的性能改善就是不光保留了 V M E总线的某些特性，最大的优点是引入了高速串行总线来代替并行总线，减少背板传输总线位宽，确保传输的稳定性和可靠性气V P X各单元模块之间的连接可以采用 SRIO(Serial Rapid10)、PCIE、Gigabit Ethernet、光纤通道等高速串行总线 ％极大提高传输带宽，其背板传输的单个差分线对的传输最高理论带宽可以达到6.25Gbit/s。
基于TMS320C667x和VPX的雷达处理系统设计及应用
基于TMS320C667x和VPX的雷达处理系统设计及应用宋玉霞;李贵;甘峰;邵江雨【摘要】针对基于CPCI或VME构建的雷达信号处理系统数传和处理能力的瓶颈，提出了一种以TI公司多核DSP TMS320C667x为核心处理器、基于VPX架构的高端高速雷达实时信号处理系统，介绍了系统的软硬件架构设计、电气结构设计、背板拓扑结构设计以及在雷达SAR成像处理模式、单脉冲处理模式的应用软件设计。
工程应用中的测试结果表明，该系统具有比传统信号处理系统更高的处理性能和与高性能相匹配的高速数传网络，应用前景广阔。
%For radar processing systems based on CPCI or VME,the data transmission and processing capability is a bottleneck.To address this issue,the design of a highlyreal⁃time processor based on multi⁃core DSP TMS320C667x from TI and VPX is presented,the design of software,hardware,electric structure and backplane topological structure is introduced,and the applications in SAR imaging and monopulse processing are proposed. The testing results in engineering application shown that this system has a better processing performance than traditional signal processor and a high⁃speed data transmission network matching with its high performance,and it has a good prospect of application.【期刊名称】《无线电工程》【年(卷),期】2016(046)011【总页数】4页(P71-74)【关键词】处理系统;TMS320C667x;VPX;SAR成像处理;单脉冲处理【作者】宋玉霞;李贵;甘峰;邵江雨【作者单位】中国西南电子技术研究所，四川成都610036;中国西南电子技术研究所，四川成都610036;中国西南电子技术研究所，四川成都610036;中国西南电子技术研究所，四川成都610036【正文语种】中文【中图分类】TN958.94过去10多年，雷达信号处理系统常采用TigerSHARC系列DSP或PowerPC系列CPU基于CPCI或VME总线进行构建。
多路信号采集显示系统设计与实现
多路信号采集显示系统设计与实现多路信号采集显示系统是一种通过采集多种信号并进行实时显示的系统。
在很多领域中，如工业控制、医疗仪器、电力系统等，都需要采集多种信号来进行监测和控制。
设计一种高效可靠的多路信号采集显示系统具有重要的意义。
在设计多路信号采集显示系统时，需要考虑以下几个方面：1. 信号采集模块：该模块负责采集各种类型的信号，并将其转化为数字信号。
常用的信号采集方式包括模拟信号电压采集、数字信号摄像头采集、网络数据采集等。
不同的信号采集方式需要使用不同的采集卡或者传感器来实现。
2. 数字信号处理模块：该模块负责对采集到的数字信号进行处理和分析。
常用的数字信号处理技术包括滤波、均值计算、频谱分析等。
这些技术可以帮助我们提取信号中的有效信息，并进行实时显示。
3. 数据存储模块：该模块负责将采集到的信号数据进行存储，以备后续分析和查询。
常见的数据存储方式包括硬盘存储、数据库存储等。
根据系统需求可以选择不同的存储方式来满足数据容量和存取速度的要求。
4. 系统显示模块：该模块负责将采集到的信号经过处理后显示在人机界面上。
系统显示界面应该具有友好的操作界面和直观的图形显示，以便用户能够方便地进行信号监测和分析。
常用的显示方式包括曲线图、仪表盘、报表等。
1. 硬件设计：包括信号采集模块和数字信号处理模块的硬件选型和接口设计。
合理选择高性能的采集卡和传感器，同时考虑系统的数据传输和处理能力，确保系统的实时性和稳定性。
2. 软件设计：包括系统的软件架构和算法设计。
根据系统需求选择合适的开发平台和编程语言，编写采集和处理信号的程序，并将其与系统的其他模块进行集成。
3. 数据安全：在系统设计过程中，需要考虑信号数据的安全性和可靠性。
可以采用数据加密和备份方案，以确保数据的完整性和可恢复性。
4. 系统性能优化：在系统实现过程中，需要对系统进行性能测试和优化，以提高系统的实时性和可靠性。
可以采用并行计算和分布式处理等技术来提高系统的处理能力。
多路信号采集显示系统设计与实现
多路信号采集显示系统设计与实现多路信号采集显示系统是一种可以同时采集多路信号并将其显示出来的电子系统。
该系统主要由信号采集部分和信号显示部分组成。
在信号采集部分，系统需要设计一套信号采集电路。
我们需要选择合适的传感器来采集不同类型的信号。
常见的传感器有温度传感器、压力传感器、电流传感器等。
接下来，我们需要设计合适的电路来转换传感器的模拟信号为数字信号。
一种常见的方法是使用模数转换器（ADC）将模拟信号转换为数字信号。
系统还需要设计一套数据传输电路，将采集到的信号传输给信号显示部分。
在信号显示部分，系统需要设计一套信号显示电路。
我们需要选择合适的显示设备来显示信号。
常见的显示设备有液晶显示屏、数码管等。
接下来，我们需要设计合适的电路来处理和驱动显示设备。
系统需要将数字信号转换为能够驱动显示设备的信号。
系统还需要设计一套用户界面，用户可以通过界面来监控和操作系统。
多路信号采集显示系统的实现需要注意以下几点。
系统需要选择合适的硬件平台来实现。
常见的硬件平台有单片机、FPGA等。
选择合适的硬件平台可以提高系统的性能和可扩展性。
系统需要选择合适的软件平台来实现。
常见的软件平台有C语言、LabVIEW等。
选择合适的软件平台可以简化系统的开发和维护。
系统在设计和实现过程中需要进行充分的测试和调试，确保系统的可靠性和稳定性。
多路信号采集显示系统是一种可以同时采集多路信号并将其显示出来的电子系统。
该系统可以广泛应用于工业自动化、仪器仪表等领域。
在设计和实现过程中需要注意硬件平台的选择、软件平台的选择以及系统的测试和调试。
多路信号采集显示系统设计与实现
多路信号采集显示系统设计与实现多路信号采集显示系统是一种用于获取并显示多路信号的设备。
它通常由多个信号采集单元、信号处理单元和显示单元组成。
在多路信号采集显示系统中，每个信号采集单元负责采集一路信号。
这些信号可以是来自于传感器、电压、电流、温度、压力等等。
采集的信号经过信号处理单元进行预处理，包括放大、滤波、变换等操作，以消除干扰、增强信号质量。
处理后的信号再经过显示单元进行实时显示。
1. 信号采集单元的设计。
信号采集单元要能够接受不同类型的信号输入，并进行适当的处理和转换。
采集单元需要有高精度、高速度和低噪声的特性，以确保采集到的信号准确可靠。
2. 信号处理单元的设计。
信号处理单元负责对采集到的信号进行预处理，包括放大、滤波、变换等操作。
预处理的目的是提高信号的质量，减少干扰和噪声。
3. 显示单元的设计。
显示单元用于实时显示经过处理的信号。
它可以采用液晶显示器、LED显示屏等设备，具有高清晰度、高对比度和高刷新率等特点。
显示单元还可以支持图像、曲线和图表等多种显示方式，以满足不同用户的需求。
4. 系统的集成与调试。
系统的集成是将采集单元、处理单元和显示单元进行连接和组装，确保它们能够正常工作。
在调试过程中，需要进行实时监测和数据分析，以确认系统的稳定性和可靠性。
多路信号采集显示系统广泛应用于工业自动化、医疗检测、科研实验、环境监测等领域。
它可以实时采集和显示多种类型的信号，帮助用户了解和分析现场情况，提高工作效率和质量。
多路信号采集显示系统的设计与实现是一项技术复杂且具有挑战性的任务。
它需要综合考虑硬件和软件的要求，并具备高精度、高速度和高稳定性的特点。
只有通过精心设计和严谨调试，才能保证系统的正常运行和可靠性使用。
多路信号采集显示系统设计与实现
多路信号采集显示系统设计与实现1. 引言1.1 背景介绍随着科技的发展和进步，各行各业对实时监测和数据采集的需求越来越大。
在很多领域，如医疗、工业控制、环境监测等，需要采集多路信号并进行实时显示和分析。
传统的信号采集系统往往面临着数据处理能力不足、系统稳定性差、信号干扰等问题，因此需要设计一种高效、稳定且可靠的多路信号采集显示系统。
多路信号采集显示系统至关重要，它可以在短时间内采集大量的实时数据，并能够进行实时处理和分析。
这对于一些需要高精度、高速度信号采集的应用来说至关重要。
设计和实现一种能够满足这些需求的多路信号采集显示系统具有重要的意义。
本文旨在探讨多路信号采集显示系统的设计和实现，以提高系统的性能和稳定性，并对系统进行优化，以满足实际应用的需求。
通过本文的研究，可以为相关领域的研究和实际应用提供参考和帮助。
1.2 研究目的研究目的：本文旨在设计和实现一种多路信号采集显示系统，以满足日益增长的信号处理需求。
通过深入研究多路信号采集系统的设计原理和算法，探索如何实现高效、稳定的信号采集功能，并结合显示系统的设计，实现信号的实时监测和分析。
本研究旨在对系统进行性能评估，发现潜在的问题并进行优化，提高系统的稳定性和准确性。
通过本研究，可以为相关领域的研究人员和工程师提供参考和借鉴，推动多路信号采集显示系统的发展，促进信号处理技术的进步和应用。
2. 正文2.1 多路信号采集系统设计多路信号采集系统设计是本文研究的重点之一，该系统设计需要考虑到采集信号的稳定性、精确性和实时性。
我们需要选择合适的采集设备，通常采用的是模数转换器（ADC）来将模拟信号转换为数字信号。
在选择ADC时，需要考虑到采样率、分辨率、输入电压范围等因素。
我们需要设计合适的信号调理电路，用于滤波、放大、去噪等处理，以保证采集到的信号质量。
在设计信号调理电路时，需要根据信号特性选择合适的滤波器、放大器等，确保采集到的信号符合实际需求。
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3U 导冷VPX信号采集、处理系统解决方案研祥智能科技股份有限公司. 深圳二零一一年二月文档管理信息表文档修改记录表目录一、系统概述 (4)二、系统硬件配置 (5)1．VPX机箱和背板 (5)2．VPX主板（XPEDITE5170） (7)3．PCIE交换板（XCHANGE3012） (8)4．AD/DA 采集卡：ICS-8551 (9)5．数字信号处理板：XMCV5 (14)三、系统配置清单 ................................................................错误!未定义书签。
3U 导冷VPX信号采集、处理系统一、系统概述本系统为一套基于3U 导冷VPX的高速信号采集、处理、运算系统。
支持4路高速AD/DA采集卡，满足用户高性能多路采集和输出需求；采用4片基于PPC 8640D的3U VPX高性能主板，2片基于8640D 和FPGA的XMC高性能信号处理板，以满足用户实现复杂的信号处理和控制应用。
另外，本系统采用PCIE高速协议，可根据用户需求定制各种互联结构背板，以满足用户的各种互联应用。
本系统由2块高速PCIE交换板XChange3012提供交换，采用双星架构，每块交换板分别可以提供6个x4 PCIe链路，6个x1千兆网络链路，2个交换板互为备份，极大的提高了系统的稳定性。
本系统提供了4块PPC处理板XPedite5170，每块处理板都有2个x4 PCIe链路与系统相连，并且提供2个千兆网络，与系统的千兆网络链路兼容，满足用户实现控制等功能。
二、系统硬件配置1．VPX机箱和背板技术参数：(1)导冷VPX系统（XPand1200）∙遵循VPX标准，兼容Open VPX∙系统支持0.8pitch或1 pitch 导冷3U VPX模块∙550W电源，100～240VAC输入∙12V,5V,3.3V,+/-12V_AUX以及3.3V_AUX∙每槽最大可支持60W功耗（环境30˚C）∙支持后I/O，可以提供丰富灵活的接口∙后面板提供开关、复位按钮和电源指示灯(2)3U 8槽 VPX背板（XTend4130）∙符合VITA 46.0，VITA 46.10，VITA 48.0，OpenVPX 规范∙支持大功率板卡∙8槽背板，槽间距为1 pitch∙拓扑架构：2个交换槽，6个外设槽交换槽：每槽6个4 lane数据链路，每槽6个1 lane控制链路外设槽：每槽2个4 lane数据链路，每槽2个1 lane控制链路∙支持Serial Rapid IO,PCI Express等高速串行协议∙支持风冷和导冷2．VPX主板（XPedite5170）技术参数：∙两个1.25GHz PowerPC e600核的MPC 8640D处理器∙集成AltiVec，集成IEEE 754的64位浮点运算单元∙两个DDR2-533通道，最大4GB内存∙256MB NOR flash（带冗余校验），4GB NAND flash∙P1.A fabric接口支持x4 PCIe或串行RapidIO互联∙P1.B fabric 接口支持x4 PCIe互联∙2个SERDES千兆以太网∙2个RS-232/RS-485串口∙3U VPX（VITA46）模块∙导冷或风冷版本3．PCIe交换板（XChange3012）技术参数：∙32 Lane PCIe switch芯片∙1个8 Lane端口连接到 XMC接口∙6个 4 Lane端口连接到VPX背板∙1个10 port以太网交换芯片∙6个1000Base-X 接口连接到VPX背板∙支持IPv4和IPv6协议∙1个RS232串口∙0.8或1.0pitch 3U VPX模块∙提供导冷或风冷版本4．AD/DA 采集卡：ICS-8551Rugged 4/2-channel, 1.5/3 GHz ADC XMC Module with Virtex-4 FPGA产品特征：ICS-8551 代表了当前工业领域ADC的最高性能∙两或四通道可选∙采样频率3.0 GHz∙Xilinx Virtex-4 FPGA∙10 MHz TCXO 采样频率基准振荡器GE Fanuc智能平台11月21日推出ICS－8551加固ADC PMC/XMC模块，再次证明了GE公司在高性能模数转换(ADC)领域的领先地位。
ICS－8551针对恶劣环境的特殊应用而设计，提供两或四通道选项，采样频率分别达到1.5GHz(四通道)和3GHz(两通道)，适用于光谱监测，信号情报，战术通信及雷达等软件无线电(SDR)应用项目。
高性能的ADC和FPGA资源的组合使得VHF和UHF信号可直接在ICS－8551进行数字化和处理。
通过应用硬件开发包(HDK)，在板载的Xilinx Virtex-4 FPGA (XC4VFX60 或XC4VFX100)上可直接实现数字下变频, FFT, 和滤波等算法“ICS-8551进一步巩固了我们在软件无线电方案领域的领先优势，”GE Fanuc智能平台传感器处理技术负责人Jonathan Jones称：“其高性能和精巧的尺寸，以及出色的加固设计，使该产品成为高性能ADC军工及商业应用的不二选择”为最大化应用吞吐量，ICS－8551提供给客户八路高速串行I/O，速度达3.125 GBytes/秒，为了与载板等前端处理器（如GE的V4DSP XMC载板）等进行通信，64位66MHz的PCI接口提供了高达400 MBytes/秒的稳定速度，同时客户可通过Pn4用户I/O口直接与FPGA建立点对点的连接，消除了中断延迟。
ICS-8551的硬件开发包提供了一个自带的逻辑核和数字下变频（DDC）IP核。
自带的逻辑核用于客户进行自定义功能的开发，以使FPGA 的占用最小化，它包括A/D接口和经FIFO缓存到高速串行输出及PCI总线的数据缓冲。
DDC IP核将一个有限带宽的信号移频至基带，并在输出前滤波和去伪。
输出选项有高速串行输出或至PCI总线。
其他特色如协议核将在未来实现。
ICS－8551提供了VxWorks，Linux和Windows操作系统的软件开发包，软件开发包包括内核级驱动，完整API及C语言应用例子编码。
Flash Loader 实用程序使客户可通过PCI总线将FPGA核装入板载Flash。
技术参数：Features:•4 AC-Coupled Analog Inputs•Fs ≤1.5 GHz 4-channel, or 3 GHz 2-channel (software selectable), 8-bit •Xilinx Virtex-4 FPGA User Programmable FPGA (FX60 or FX100)•TCXO @ 10 MHz•8-plug Samtec GRF1-J connector (Ruggedization Levels 1, 2 and 3)•8 Individual MMCX Coaxial Connectors (Ruggedization Levels 4 and 5) •PCI 2.2 64-bit, 66 MHz Master/Target Burst Mode DMA capable•VITA 42 (XMC) high-speed serial interface (single connector, 8 lanes)•Pn4 LVDS or LVTTL signal levels•ANSI/VITA 20-2001 conduction cooled PMC•VxWorks, Linux and Windows software driversSpecificationsAnalog Input•Four AC-coupled analog inputs•50 Ohm input impedance•Software selectable full scale input, 0.236 dBm (650 mVpp) or 2.768 dBm (870 mVpp)•Input signal bandwidth of 2 MHz-700 MHz (-3 dB point)•Maximum sample rate of 1.5 GSPS/channel in 4 channel mode or 3.0 GSPS/channel in 2 channel mode•Minimum sample rate of 200 MSPS•Internal Sample Clock VCO locked to onboard 10 MHz TCXO or External Source•Analog to digital resolution 8 bits•Sampling on rising or falling edge of internal or external sample clock •External Clock LVTTL or Sinewave compatible 0 dBm min., 20 dBm max. •External trigger LVTTL•External sync LVTTL•External user LVTTL•SINAD > 40 dB @ 748 MHz input frequency•SFDR > 45 dB @ 748 MHz input frequencyGeneral Specifications•IEEE Std. P1386.1-2001 compatible PCI mezzanine card•ANSI/VITA 20-2001 conduction-cooled PMC•VITA 42 XMC compatible (single connector)•VxWorks, Linux and Windows software device driversOnboard Resources•Xilinx Virtex-4 FPGA FX60 or FX100•TCXO @ 10 MHz•8-plug Samtec GRF1-J connector (Ruggedization levels 1, 2 and 3)•8 individual MMCX Coaxial Connectors (Ruggedization levels 4 and 5)I/O Specifications•PCI 2.2 64-bit, 66 MHz master/target burst mode DMA capable•XMC interface, two channels, each with four lanes @ 3.125 GBytes/s VITA 42.0-200x•All 64 user programmable I/O via Pn4 connector routed directly to FPGA•Pn4 user definable LVDS or LVTTL signal levelsEnvironmental•Five build levels available. Air and conduction cooled versions •-40°C to +85°C operating temperature5．数字信号处理板：XMCV5Virtex-5 processor with QDR2 and DDR2 memory产品特征：针对数字信号处理应用而设计；可应用于最恶劣的环境当中* Xilinx Virtex FPGA处理器* 5种加固选项* 灵活配置选项* 兼容VITA-42.0、VITA 42.2 和VITA 42.3GE智能平台的XMCV5夹层卡支持Xilinx Virtex-5 FPGA，以满足军事和航空领域客户日益增长的对FPGA技术的需求。