[发明专利]VPX总线信号接收处理系统

说明书

本发明公开的一种VPX总线信号接收处理系统，旨在提供一种处理能力强，适用于恶劣工作环境的高性能信号接收处理系统。本发明通过下述技术方案予以实现：显示控制PC计算机通过万兆以太网数据链路连接设置在接收处理机箱内的各采集处理模块，各采集处理模块通过RapidIO链路与FPGA1模块和FPGA2模块相连，FPGA1模块通过GTX链路与FPGA2模块进行通信；各信道模块内置接口控制模块和若干信道子模块。显示控制PC计算机通过万兆以太网数据链路与PowerPC处理系统进行数据通信，PowerPC解析显示控制PC计算机下发的控制命令，将控制命令发送给FPGA1模块、FPGA2模块和上传的数据。

技术领域

本发明属于信号接收处理领域，具体涉及一种基于万兆以太网和多协议交换VPX总线的信号接收处理系统。

背景技术

多协议交换VPX是由VITA(VMEbusInternationalTradeAssociation)协会于2002年组织制定的总线规范，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。VPX总线规范由CPCI、VME总线发展而来，主要采用高速串行总线代替并行总线，提高了背板带宽，强化了模块拓展及分级互联能力；选用新的连接器，增强了数据传输速率和可靠性、增强了系统供电能力和散热能力，在应用于恶劣环境下嵌入式系统之间高速互联上取得了长足进步。2002年IEEE通过了802.3ae，制定了万兆以太网标准，万兆以太网具有更高的带宽(10G)和更远的传输距离(最长传输距离可达40公里)。目前，VPX总线规范和万兆以太网在嵌入式领域已得到广泛认可和应用。

随着信息技术和计算机技术的飞速发展，在航空航天控制、海底勘探考察、地震火山的灾难检测、雷达监测，以及地外星球科考等领域，大量的语音、图像、数据等信息需要进行实时感知，对信号接收处理系统的运算处理速度、数据传输带宽和环境适应性也提出了越来越高的要求。传统的信号接收处理系统大多基于千兆以太网和CPCI总线，以多个功能模块组合而成，能够实现一定的处理能力，但还存在许多的不足；

1.传统的信号接收处理系统使用千兆以太网链路实现显示控制PC计算机与接收处理机箱之间的通信，数据传输速率为最大为1Gbps，最长传输距离为5公里，存在传输速率慢、传输距离短的缺点，导致数据实时性回放受限。

2.传统的信号接收处理系统基于CPCI共享并行总线，这种总线结构无法兼顾高性能处理能力及高传输带宽的需求。当总线工作频率超过133MHz时，总线的传输带宽提高，但是总线上支持的负载数量很难超过两个，系统的处理能力下降；同时提升时钟频率还容易引起并行信号线间的相互干扰，导致数据传输错误。另外，CPCI总线的机械性能及电磁兼容性较差，不能长期适应恶劣工作环境的需求。

3.传统的信号接收处理系统一般采用自定的接插件、自定义的板卡尺寸，使之只能使用在特定的环境中，其通用性、可重构性不高。本发明综合万兆以太网和VPX总线架构的各自优势，设计一种基于万兆以太网和VPX总线的新型高性能的信号接收处理系统，解决传统的信号接收处理系统存在带宽低、处理能力较弱、板卡通用性较差的问题，意义重大。

发明内容

本发明的目的旨在克服上述已有技术的不足之处，提出一种具有带宽高、处理能力强，适用于恶劣工作环境，基于万兆以太网和多协议交换VPX总线的高性能信号接收处理系统。