[发明专利]一种基于VPX总线的FMC结构3U通用载板

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于VPX总线的FMC结构3U通用载板，属于计算机领域，提供了一款符合VPX标准，可连接多种FMC子板，实现多种功能的3U板卡。 

背景技术

一方面、随着集成电路、计算机处理技术和软件技术的飞速发展，航天航空领域的数据处理系统平台呈现出以下发展趋势：通信带宽越来越宽、传输速率越来越高、实时处理性能也对处理平台的性能提出了更高的要求。因此，需要数据处理平台具有更高的总线传输带宽、更强的运算能力和更灵活的数据交互能力。而基于传统分级共享式并行总线的处理平台(如CPCI（Compact Peripheral Component Interconnect）、VME（Versa Module Eurocard）等平台)，总线时钟频率和总线接口宽度决定了处理平台的基本性能注定不能满足这些新的需求。 

VPX是由VITA组织制定的用以满足恶劣环境下高可靠性、高带宽要求的下一代高级计算平台标准，模块间定义了Serial RapidIO、PCI Express、Fibre Channel、InfiniBand、Hyper—transport、10GB以太网等高速串行总线，传输速率可高达30Gbps，并且具有超强的数据出阿里能力，能充分解决以上的新需求，因此，基于VPX总线架构的通用加固计算机是未来航天航空领域数据处理系统的发展方向。 

另一方面，随着市场需求的多元化，针对复杂的电路设计提出了更高的要求，不难看到很多时候当某些具体的小功能要求发生了变化，一块功能庞大的电路版就造成了资源浪费，而且也造成了相应的经济损失。 

发明内容

本发明的目的在于，针对以上需求，提出了一种基于VPX总线的FMC结构3U通用载板，既可以满足高速率、高带宽数据处理的需求，又能解决板卡设计灵活性设计的问题，能结合各种功能子板实现不同的功能。 

本发明的设计方案如下：一种基于VPX总线的FMC结构的3U通用载板，该通用载板包含：电源模块、VPX连接器、FMC连接器以及FPGA芯片，所述FPGA芯片选用Virtex-6 HXT FPGA；所述FPGA芯片外挂两片256MB DDR2 SDRAM。 

所述FPGA芯片包含：前端接口模块、数据缓存模块及后端接口模块。 

基于VPX总线的FMC结构的3U通用载板的设计方法，包括板内信号处理与传输、载板与背板之间的信号处理与连接、载板与功能子板之间的信号处理与连接及结构设计，其特征在于： 

载板采用一片Virtex 6系列的FPGA为核心，外挂512M的DDR2内存；支持FMC-HPC、千兆以太网、2路X4 PCIe，其中PCIe接口通过修改软件改为sRIO，板卡通过VPX接口提供5V和3.3V供电，其中3.3V为主供电；

载板与背板采用VPX的PI连接器进行连接，通过千兆以太网或PCIeX4进行数据传输；

载板与功能子板采用FMC结构的连接器，完成于各个功能子板的数据传输；

载板结构完全符合VITA46的3U板卡的设计标准，能适用于任何符合VITA46标准的背板机箱。

基于FMC标准，通过为载板上FPGA 提供标准的子板尺寸、连接器和模块接口，实现I/O 接口与FPGA 分离，简化 I/O 接口模块设计，最大化提高子卡的重复利用率。 

最高支持533MT/s，并支持用户二次开发。 

本发明的有益效果是：基于FMC 子卡互联结构设计，不仅可以实现用户需求的多种独立单项功能，而且还打破了对子卡PCB 板的元件面积的限制，使得设计工作更加灵活；特别是针对带CPU 的接口载板的子板，可以满足用户的不同要求。 

附图说明

图1是本发明设计的系统原理框图。 

图2 是设计的本发明的正视图。 

图3 是设计的本发明的俯视图。 

图4是本发明使用的FMC连接器。 

图5适用于本发明的一种通用的FMC结构的2 路CameraLink 输入/输出子板。 

具体实现方式