基于 KU115+MPSOC 的 6U VPX 高速信号处理板（XCKU115 + ZU9EG +DSP）

VPX630 是一款基于 6U VPX 总线架构的高速信号处理平台，该平台采用一片 Xilinx 的 Kintex UltraScale 系列 FPGA（XCKU115）作为主处理器，完成复杂的数据采集、回放以及实时信号处理算法。采用一片带有 ARM 内核的高性能嵌入式处理器 ZU9EG 作为协处理器来实现通讯和管理功能。

该平台的主处理器 XCKU115 外挂两组 72 位 DDR4 SDRAM，来实现超大容量数据缓存，最高时钟可以达到 1200MHz，数据缓存带宽可以达到 2400MHz。

该平台的协处理器 ZU9EG 的 PL 端（FPGA 端）支持 2 组 32 位的 DDR4 SDRAM，方便实现乒乓操作，PL 端的 DDR4 SDRAM 用来缓存 RapidIO 接收的数据帧。该协处理器的 PS 端（ARM 端）是一款功能强大的 ARM 处理器，具有1 个 64 位四核 ARM Cortex-A53 处理器、1 个双核 ARM Cortex-R5 实时处理器、1 个 ARM Mali™-400MP 图形处理器，PS 端外挂 72 位 DDR4 SDRAM，支持 ECC校验，PS 端的 DDR4 SDRAM 用于跑 Linux 操作系统，以及完成复杂的算法。

该平台为适应复杂的浮点运算信号处理算法，还支持 1 片 TI 的 Keystone 系列多核 DSP TMS320C6678，在该 DSP 中可以实现各种实时性要求较高的数据处理。

系统架构图如下：
在这里插入图片描述

应用场景

 软件无线电
 雷达信号处理
 电子对抗
 声呐信号处理、智能信号分析
 高速图像处理

技术指标

板卡处理器接口指标

 板载 1 片高性能 FPGA 处理器：XCKU115-2FFVF1924I；
 外挂 2 组 72 位 DDR4 SDRAM，每组 2GByte，时钟速率 1200MHz；
 外挂 2 片 QSPI Flash，每片 512MByte，用于 FPGA 的加载；
 板载 1 片高性能 MPSOC：XCZU9EG-2FFVB1156I：
 PL 端挂 2 组 DDR4 SDRAM，每组 1GByte，每组 32 位位宽，支持乒乓操作；
 PS 端挂 1 组 72 位 4GByte DDR4 SDRAM，支持 ECC 校验；
 PS 端挂 2 片 SPI Flash，每片为 1Gbit，用于程序的加载；
 PS 端挂 1 片千兆以太网 PHY 芯片，扩展出 1 路 RJ45 网口；
 PS 端挂 1 个 USB OTG 接口至前面板（J30J 连接器）；
 PS 端挂 1 个 RS232 串口至前面板（J30J 连接器）；
 PS 端支持 1 个 SD/TF 卡，用于系统启动；
 PS 端支持 1 个 EMMC 存储单元；
 板载 1 片高性能 DSP 处理器：TMS320C6678
 外挂 1 组 DDR3 SDRAM，容量为 2GByte；
 外挂 1 片 Nor Flash，容量为 256Mbit，用于 DSP 的加载；
 外挂 1 片 4Gbit Nand Flash，用户少量参数数据的存储；
 支持 1 路千兆以太网口，留在前面板；
 板载 1 片 MCU 单片机（STM32F103），用于总线管理
 单片机可采集各路电源电压；
 单片机可采集板上主芯片温度；
 单片机可支持 2 路 IPMB 总线，用于 VPX 总线管理；
 板载 1 片 CPLD（XC2C256-7CPG132I），用于电源与时钟管理
 CPLD 用来配置板上的时钟管理芯片 HMC7044；
 CPLD 用来配置板上的上电与掉电时序；
 CPLD 用来配置板内 DSP 的复位时序；

模块互联性能
 KU115 FPGA 与 FMC1 之间有 X16 GTH 互联；
主要用于 KU115 主 FPGA 与 FMC 子卡进行高速互联；
 KU115 FPGA 与 FMC2 之间有 X16 GTH 互联；
主要用于 KU115 主 FPGA 与 FMC 子卡进行高速互联；
 KU115 FPGA 与 VPX P1 之间有 4 路 X4 GTH 互联；
主要用于 KU115 主 FPGA 与背板之间的 4 路 X4 SRIO 互联；
 KU115 FPGA 与 VPX P2 之间有 X4 GTH 互联；
主要用于 KU115 主 FPGA 与背板之间进行 PCIE X4 互联；
 KU115 FPGA 与 ZU9EG FPGA 之间有 X8 GTH 互联；
主要用于 KU115 主 FPGA 与 ZU9EG 协处理器之间的高速互联，设计速率10Gbps/lane，传输协议可支持 Aurora 64b66b 或自定义协议等，传输带宽高达8GByte/s；
 KU115 FPGA 与 DSP 之间有 X4 GTH 互联；
主要用于 KU115 主 FPGA 与 TMS320C6678 DSP 之间进行高速互联，设计速率最大 5Gbps/s，传输协议为 SRIO，传输带宽最大2GByte/s；

离散IO 指标
 支持 8 路 LVTTL，3.3V IO，双向可配置，连接至前面板；
 支持 2 路 RS422 接口，连接器前面板；

产品软件支持

底层接口驱动
 KU115 主 FPGA 的 DDR4 接口测试程序，共 2 组；
 KU115 主 FPGA 与 ZU9EG SOC 之间的高速通信接口测试程序，采用Aurora64/66b，采用 2 组 X4 模式；
 KU115 主 FPGA 与 TMS320C6678 DSP 之间的高速通讯接口测试程序，采用SRIO 协议，X4 模式，3.125Gbps。
 ZU9EG ARM 操作系统移植；
 ZU9EG ARM 端网口测试程序；
 ZU9EG ARM 端 DDR4 SDRAM 内存接口测试程序；
 ZU9EG ARM 端 EMMC/TF 卡启动测试程序；
 DSP 的 DDR3 接口测试程序；
 DSP 的 NOR FLASH 接口测试程序；
 DSP 的 NAND FLASH 接口测试程序；
 DSP 的网口 UDP 通讯测试程序；
 DSP 的 Nor Flash 加载测试程序；

定制化算法与系统集成
可根据用户需求进行定制化软件设计与系统集成。

该需求对接联系微信： W_soul911