[实用新型]一种基于CPCI总线的多FPGA信号分析板

说明书

技术领域

本实用新型公开了一种基于CPCI总线的多FPGA信号分析板，属于数字信号处理技术领域。

背景技术

数字信号处理技术的快速发展，在通信、电子对抗、图像处理等领域得到了广泛应用，其中对于能够进行复杂的处理算法和数据高速传输有很大的需求。

CPCI(Compact Peripheral Component Interconnecte，简称CPCI，紧凑型PCI)总线在现有的嵌入式系统平台中应用广泛，具有较强的可靠性和通用性。

现有的信号分析处理板通常有两种方案：一是全部使用通用单核或多核DSP实现，其存在问题是：由于DSP本身结构及外设接口，多路并处理能力较弱，受限于DSP的个数和内核个数；二是使用DSP与FPGA，其中FPGA用于辅助处理，其问题与方案一类似，FPGA只用于简单处理，整体并行处理能力受限于DSP。

使用FPGA（现场可编程门阵列）芯片可克服DSP芯片的局限性，其逻辑资源丰富，内嵌DSP单元功能强大，非常适合数字信号处理中的并行处理。

实用新型内容

本实用新型提供了一种基于CPCI总线的多FPGA信号分析板，其可接收模拟中频信号，具有强大的并行信号分析处理能力。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述技术目的：

本实用新型包括ADC中频采样、FPGA信号分析单元和DSP辅助处理单元，还包括与FPGA连接的DDR3存储器、与DSP连接的DDR2存储器、CPCI接插件、2个千兆网口和调试接口，所述板卡为6U标准结构。

信号分析板接收接收机输出的模拟中频信号，经高速ADC采样之后送到FPGA进行并行处理，处理结果可通过DSP的千兆网口送到计算机，也可通过CPCI的扩展接口送往其它板卡进行处理。

3块FPGA之间通过高速串行接口和自定义总线两种方式连接，可以协同进行信号分析处理，包括增益控制、数字下变频、数字信道化、信号检测等。

其中一块FPGA与一个千兆网口连接，中间处理结果和信号信息可通过千兆网口送到计算机，用于离线分析处理。

DSP用于辅助处理和控制，与一个FPGA通过同步EMIF（External Memory Interface，外部存储器接口）接口连接，用于传输控制指令和低速数据，并通过SRIO（Serial Rapid IO）与一个FPGA连接，用于大数据量传输。

DSP还用于实现32bit CPCI总线，通过CPCI接插件可连接标准CPCI工控机。

3块FPGA均包含与CPCI扩展接插件（J3、J4、J5）连接的高速串行收发器和自定义总线，用于扩展连接。

本实用新型的技术优势在于：

由以上所述可知，本实用新型具备高性能的ADC、多个大规模FPGA以及多样的对外接口，提高了信号并行处理能力，具备良好的可靠性和灵活性，可实现更高带宽信号的采集与分析处理。

附图说明

图1：本实用新型结构框图。

图2：本实用新型应用于某系统的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步具体描述。

如图1所示，本实用新型包括ADC中频采样、FPGA信号分析单元、DSP辅助处理单元、CPCI接插件和2个千兆网口。其中信号分析板接收接收机输出的模拟中频信号，经高速ADC采样之后送到FPGA进行并行处理，处理结果可通过DSP的千兆网口或CPCI总线送到计算机，也可通过CPCI的扩展接口送往其它板卡进行处理。

如图2所示，图2为本实用新型应用于某系统的结构框图，由外部授时设备提供基准时钟，多个分析板可通过自定义总线或高速串行总线进行连接，增加信号分析的处理能力，CPCI计算机通过CPCI总线对多个分析板进行控制，各个分析板可通过网络交换机与CPCI计算机或远程计算连接，传输信号分析结果。可充分体现本实用新型的灵活性和可扩展性，可为信号分析提供强大的并行处理能力。