[发明专利]一种多功能VPX背板的设计方法

说明书

一 技术领域

本发明涉及一种多功能VPX背板的设计方法。尤其是考虑了多种应用因素，可以根据不同系统的需求动态进行功能的扩展，支持大带宽的数据交互，兼容不同板卡的接口定义。可以实现VPX架构下的不同雷达信号处理以及数据处理等的通用性。

二 背景技术

随着集成电路、计算机技术和软件技术的飞速发展，雷达信号数据处理系统平台呈现出双重发展趋势：(1)以天线系统为主的室外单元，其中信号数据处理功能为信号预处理，趋于分布式；(2)以综合信号数据处理为主的室内单元，通常称之为信号主处理，趋于综合集成化。雷达系统室外单元包括天线、数字收发模块、数字波束形成及预处理、雷达控制与定时，通过网络和光纤实现与雷达系统室内单元的高速数据传输与命令和信息交互。

随着FPGA、DSP、CPU技术的不断发展，处理平台系统架构也随之快速发展演变。传统的基于VME总线雷达系统阵列中的每个系统处理器，都必须等待轮换到该处理器获得总线后才能发送数据。这样不仅仅使处理器终止了对当前数据块的处理，同时还终止了处理器对输入数据的处理。

由于采集的数据频率越高，图像效果越好。随着雷达数据管道变得越来越大，VPX将成为解决这些新需求的新技术。VITA46标准定义了一种新的7排高达6.25Gb/s的高速I/O连接器，可全面支持当前的高速串行互联标准。这些标准包括SRIO、PCIE、RocketIO、SATA、Gbit Ethernet和10Gbit Ethernet等。VITA 46全系列共20个标准，对VPX板卡的外形尺寸、背板的拓扑结构、支持各种串行标准协议时的插座定义，以及电源插座的定义，监测总线定义等都做了详细的定义。

多功能VPX背板的设计，采用了VITA46标准，解决了不同基于VITA46标准处理板的系统互连问题，并通过外部信号的引入，解决了VPX机箱与整个雷达系统的信号传输问题。

三 发明内容

本发明的目的在于：提供一种多功能VPX背板的设计方法，包括解决不同板卡之间的信号传输问题，如：不同槽位的板卡之间的信号传输，这其中又包含了PowerPC处理板之间的信号传输，FPGA处理板之间的信号传输，PowerPC处理板与FPGA处理板之间的信号传输，交换板与交换板之间的信号传输等；解决电源模块集成到背板问题；解决结构设计优化问题等。

为了设计一种多功能VPX背板，本发明的具体设计方案如下：

根据不同系统对于相邻板间信号传输的要求，以及处理板通过交换板进行大带宽的数据传输的要求，本发明通过16对LVDS信号进行板间信号互连，通过两块交换板的设计，使得每块处理板与交换板之间分别有×4的串行RapidIO信号进行数据传输，每块处理板与交换板之间最大支持10Gbytes/s的通信带宽。根据不同雷达系统的要求，引入了时统，伺服控制，触发信号以及编码信号。为了满足通用性的要求，将电源背板与传统的处理背板，设计到一起，并且在槽位之间引入了加固条设计，更好的满足了可靠性。

本设计方法的主要特征有：

共设计12个槽位，其中6、7槽位用于交换板，其余各槽位可以兼容基于VITA46标准的FPGA处理板以及PowerPC处理板。背板上除电源模块以及拨码开关外，没有其他芯片的加入，扩展功能完全通过背板接口定义与外围设备进行通信。槽位与槽位之间有加固条设计，更好的满足可靠性要求。

本发明通用VPX背板效果体现在下述几个方面：

1、每个槽位与相邻槽位之间有16对RocketIO控制总线，可以满足雷达系统的DBF需求。

2、每块交换板与其他处理板采用RapidIO协议，支持最大10路处理板，每路10Gbytes/s的通信带宽，总的通信带宽可以满足现有雷达系统的各种要求。

3、在背板上引入雷达系统控制信号接口定义，在不引入元器件的情况下，实现雷达作战系统对每个机箱甚至每块处理板的控制。并且可以通过对背板编码，实现多个机箱，以及机柜的编码控制。

4、把电源背板与处理背板放到一起，能够满足可靠性要求，而且使得板内电压更加稳定。加固条的设计有效的防止了处理板插拔时引起的背板弯曲。

四 附图说明

下面结合说明书附图，通过实施例对本发明作进一步地描述。

图1是本发明设计的拓扑结构；

图2是本发明使用的连接器；

图3是本发明使用的定位销；

图4是本发明设计的连接器分布；

图5是本发明设计的电源模块；