[实用新型]一种基于PCI Express总线架构的FPGA数据处理卡

说明书

本实用新型公开了一种基于PCI Express总线架构的FPGA数据处理卡，包括多片FPGA；FPGA包括1片主FPGA和多片从FPGA；主FPGA与从FPGA节点之间通过高速串行总线互相连接；每两个从FPGA之间都通过高速串行总线互相连接；FPGA上装配有两组DDR4SDRAM颗粒。本实用新型在高性能计算方面，具备卓越的性能，其FPGA具有强大的GTX高速收发器，最高可支持16.3GbpS线速率，具备百万门级的逻辑资源，适合大规模逻辑运算。

技术领域

本实用新型涉及FPGA数据处理卡，具体涉及一种基于PCI Express总线架构的FPGA数据处理卡。

背景技术

数据采集系统是信号与信息处理系统的重要组成部分，随着信息技术和高速互联技术的飞速发展，人们面临的信号处理任务越来越繁重，数字信号处理的速度和精度也越来越高，高速数据采集卡的重要性日益凸显。在现有技术中，数据处理卡大多只能以低速传输数据，不能满足数据处理的需求。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型公开了一种基于PCI Express总线架构的FPGA数据处理卡。

本实用新型的技术方案如下：

一种基于PCI Express总线架构的FPGA数据处理卡，包括多片FPGA；FPGA 包括1片主FPGA和多片从FPGA；所述主FPGA与从FPGA节点之间通过高速串行总线互相连接；每两个从FPGA之间都通过高速串行总线互相连接；所述FPGA 上装配有两组DDR4SDRAM颗粒；第一组DDR4SDRAM颗粒包括4片DDR4SDRAM 颗粒，4片DDR4SDRAM颗粒通过Fly-by拓扑结构组成一组DDR4SDRAM缓存单元；第二组DDR4SDRAM颗粒包括2片DDR4SDRAM颗粒。

其进一步的技术方案为：所述从FPGA的数量为2～6片。

其进一步的技术方案为：主FPGA和各个从FPGA之间还通过Config IO接口互相连接，传输配置信号。

其进一步的技术方案为：第一组DDR4SDRAM颗粒包括4片4Gb、16位的 DDR4SDRAM颗粒，构成一组64位的DDR4SDRAM缓存单元。

其进一步的技术方案为：第一组DDR4SDRAM颗粒连接于每片FPGA的HP BANK接口。

其进一步的技术方案为：第二组DDR4SDRAM颗粒包括2片4Gb、16位的 DDR4SDRAM颗粒。

其进一步的技术方案为：第二组DDR4SDRAM颗粒连接于每片FPGA的HR BANK接口。

其进一步的技术方案为：所述主FPGA上还连接有一片FLASH芯片。

其进一步的技术方案为：数据处理卡包括PCIE接口和SRIO通信接口；数据处理卡还包括2个独立的全局时钟网络；第一全局时钟网络为频率是100MHz 的LVDS差分时钟网络，用于数据处理卡的PCIE接口；第二全局时钟网络为频率是156.25MHz的LVDS差分时钟网络，用于数据处理卡的SRIO通信接口。

其进一步的技术方案为：主FPGA还设置有光纤通道和GEN3.0PCIE高速接口。

本实用新型的有益技术效果是：

本实用新型所述的数据处理卡具备多片高性能的FPGA处理节点，包括一片主FPGA和多片从FPGA。主从芯片之间主要采样高速串行通讯进行数据传输。本实用新型中使用了UltraSale FPGA系列的FPGA进行数据卡的架构，该系列的FPGA对资源、接口、时钟等进行了优化，使得本实用新型在高性能计算方面具备卓越的性能。UltraSale FPGA系列的FPGA具有强大的GTX高速收发器，最高可支持16.3GbpS线速率，具备百万门级的逻辑资源，适合大规模逻辑运算的需求。