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6UCPCI板卡设计方案：8-基于双TMS320C6678 + XC7K420T的6U CPCI Express高速数据处理平台

article 2024/12/23 21:53:57

基于双TMS320C6678 + XC7K420T的6U CPCI Express高速数据处理平台

1、板卡概述

　　板卡由我公司自主研发，基于6UCPCI架构，处理板包含双片TI DSP TMS320C6678芯片；一片Xilinx公司FPGA XC7K420T-1FFG1156 芯片；六个千兆网口（FPGA两个，DSP四个）；DSP与FPGA之间 RapidIOX4互联， DSP 之间 Hyperlink X4 互联；FPGA 提供12个GTX连于背板（GTX支持6.25Gbps的传输频率）；每颗DSP外接1GB的DDR3,64bit位宽，32MB Nor Flash；FPGA 外接2组DDR3，各512MB，64bit位宽，32MB Nor Flash；通过PCIe桥连接DSP的PCIe和FPGA的PCIe口，PCIe对外X4模式；FPGA连接不少于160根普通IO到CPCIe的P4，P5连接器。

2、处理板技术指标

板卡要求采用双片TI DSP TMS320C6678芯片，8核，主频1G。
板卡采用Xilinx公司FPGA XC7K420T-1FFG1156 芯片。
前面板两个DSP各出一个千兆网口，另外2个网络连于背板。
前面板FPGA出两个千兆网口，6个SFF模块光纤，支持5Gbps
前面板出4个指示灯，1个复位按钮。
DSP与FPGA之间 RapidIOX4互联，DSP的Uart，SPI，I2C连接于FPGA。
DSP 之间 Hyperlink X4 互联。
FPGA 提供12个GTX连于背板，支持4个X2，1个X4的工作模式配置。GTX高工作频率为6.25Gbps。
每颗DSP外接1GB的DDR3,64bit位宽；32MB Nor Flash.
FPGA 外接2组DDR3，各512MB，64bit位宽，32MB Nor Flash，在原理图设计阶段，如FPGA的I/O引脚资源不够，则可将DDR3位宽调整为32BIT宽。
DSP 支持远程网络加载，PCIe加载；FPGA支持Master SelectMAP和Master BPI加载，同时支持DSP0或者DSP1的SPI口对FPGA进行动态加载和对配置芯片程序更新。
FPGA连接不少于160根普通IO到CPCIe的P4，P5连接器。
FPGA能读取背板槽位信息,ID[3:0]。
FPGA 外接E2PROM。
板卡芯片要求工业级。
供电采用 +5V +12V 双电源。
板卡结构标准CPCIe 6U大小。
整板冷却，支持加固。
3、软件系统
3.1 DSP底层软件包括
（1）DSP的DDR3测试程序；
（2）DSP的Nor Flash 擦写程序；
（3）DSP的网络接口测试，SGMII互传程序；
（4）DSP的HyperLink互连传输程序；
（5） DSP的SPI接口程序；
（6）DSP的I2C E2PROM操作程序；
（7）DSP的RapidIO接口驱动程序；
（8）DSP的Boot Load引导程序；
（9）DSP的多核加载测试程序；
（10）DSP的网络加载程序；
（10）DSP的GPIO中断服务测试程序；
（11） DSP对 FPGA的动态加载和配置程序更新程序；
3.2 FPGA底层软件包括
（1）FPGA的DDR3驱动接口程序；
（2）FPGA的网络接口驱动程序；
（3）FPGA的 Nor Flash接口驱动程序；
（4）FPGA与DSP的RapidIO驱动程序；
（5）与背板互连DSP板卡的GTX传输程序；
（6） FPGA的光纤接口驱动程序；
（7）配置FPGA的控制程序；
（8）从FPGA的电源管理，复位管理，配置管理程序；