基于VPX总线的车载计算平台设计
基于VPX高速综合信息处理平台设计
图 ２为 Ｖ Ｘ 综 合信 息处理 平 台功 能模块 构成 示 Ｐ
意 图。
战斗机上，代表了未来 ２ 年左右、新一代国防、航空 ５ 和军用综合信息处理平台系统 的发展趋势和方 向。
２ Ｐ 高速综合信 息处理 平台设计 Ｖ Ｘ
基 于 ＶＰ Ｘ标 准 的综合 信 息处理 平 台采用 国际先进
通 用 嵌
入
模
综
△
口
的 Ｖ Ｘ军用处理机规范，融合 了高速 串行交换、基于 Ｐ 通用处理器的矢量并行计算 、复杂接 口与算法的软硬 件协同实现 、实时操作系统与底层支持驱动软件 、算 法 软件 中问件 、高速 通 讯模 块 等一 系 列先 进 技术 ，是
Ｐ Ｉ ｘ ｒｓ Ｃ． ｐｅｓ的高 性 能接 口技术 ，具备 强 大 的 Ｉ 能力 Ｅ ／ Ｏ
和高性能网络交换能力支 持更高的背板带 宽， 最高 其 理论 带宽达到 ８ ＢｓＶ Ｘ规范专 门针对关键高性能 ／ Ｐ Ｇ 。 系统制定 ，系统的拓扑结构从简单到复杂，有很好 的
灵 活性 ，如 图 １ 所示 。
０ 引 言
２ 世纪 ８ 年代推 出的 Ｖ ０ ０ ＭＥ总线计算机系统在国
防 、航 空 和军 用 武器 装 备 等领 域 得 到 了广 泛 的工程 应 用 ，其 可 靠性 、稳定 性 、扩 展 性 等都 得 到 了广 大 终端 用 户 的认 可 。但 是 ， 随着 计算 机 技术 的迅猛 发 展 ，尤 其 是 国防 、 航空 和 军用 武 器装 备 对运 算 处 理速 度 、 总
口
处 理
模 块
模 块
重 构 计 算 模 块
基于VPX架构的通用信息承载平台设计方案
架构的通用信息承载平台设计方案al.A Design Scheme for2020，44（11）：61 - 65.DOI：10. 16311/j. audioe. 2020. 11. 015架构的通用信息承载平台设计方案章广梅，雷 鹏，崔海逢，中国电子科技集团公司第七研究所，广东传统基于以太网等共享总线的标准架构设计存在传输带宽低、实时性差、信息网络技术发展的需求。
随着信息网络技术的不断发展，通信信息设施对大规模网络性能、从建设开放和通用的信息承载平台为信息网络提供综合接入、为标准，以“功能模块化、集成总线化、高性能处理以及设备高集成度等方面的需求。
A Design Scheme for General Information Bearing Platform Based on VPX ArchitectureMA Jingquan, ZHANG Guangmei, LEI Peng, CUI Haifeng, YANG Qinghua(The 7th Research Institute of China Electronic Technology Group Corporation, Guangzhou 510310, China)The traditional design of shared bus based on Ethernet has some problems, such as low transmission bandwidth, poor real-time performance, low versatility and poor system flexibility. In addition, with the continuous development of information network technology, communication and information facilities put forward higher requirements on large-scale network performance, bandwidth, delay, reliability and equipment use environment. Starting from the requirements of building an open integrated information bearing platform(hereinafter referred to as bearing platform), this paper studies a bearing platform with high integration and strong software/ hardware scalability, which supports extended applications and provides a series of network information processing functions such as integrated access, high-speed switching, and integrated communication services for information networks. The bearing platform is designed according to VITA46/VITA48 standard, with the design idea of “function modularization, integrated bus, test automation which can meet the requirements of communication and information network facilities for supporting multi-service, high-performance承载平台能够对各功能模块进行集成控制，实供电、数据交换以及提供可视化配置管理接口等功能。
VPX总线及产品介绍
VPX总线及产品介绍2011-12-16 15:12:35| 分类：默认分类| 标签：|字号大中小订阅1 VPX系统技术特点本系统基于当前最新的高速串行总线：VPX总线，结合PowerPC处理器强大的信号处理与协同运算功能，组建高性能并行计算平台。
< xmlnamespace prefix ="o" ns ="urn:schemas-microsoft-com:office:office" />VPX总线系统包括：VPX信号处理板（VPX-460）,VPX单板计算机（VPX-SIC1100）,5槽VPX机箱。
本系统的计算引擎由一块VPX单板计算机与一块VPX信号处理板组成，包含4个PowerPC 8641D处理器，1个PowerPC 8640D处理器，每个处理器含2个e600核，这样由10颗处理器核共同构成并行计算平台。
8641D处理器的e600内核和Altivec单元基于7448处理器设计，提供1MB的2级缓存。
用户现有的C，汇编和Altivec代码不需要任何修改就可以运行。
1GHz双核版本的8641D可以提供高达16GFLOPS的计算能力。
本系统包含5个PowerPC 处理器，系统峰值运算能力可以达到80GFlops。
VPX系统采用Vxworks嵌入式实时操作系统，任务管理与调度时间可以控制到毫秒甚至微妙级，这从根本上保证了系统的实时处理。
2 VPX总线介绍本系统采用的VPX总线，是高速串行总线技术的最新标准，代表了目前总线技术的发展方向。
2.1 应用串行总线的必要性PCI/CPCI和VME是当前应用最为广泛的工业总线标准，这两种总线都属于并行总线，其主要特点为：采用多条信号线分别传输数据、地址及控制信号；统一总线段上所有设备分时共享总线带宽。
此种并行传输技术曾经是提高数据传输率的主要手段，但是，进一步发展却遇到了障碍。
首先，由于并行传送方式的前提是用同一时序传播信号，用同一时序接收信号，而过分提升时钟频率将难以让数据传送的时序与时钟合拍，布线长度稍有差异，数据就会以与时钟不同的时序送达。
vpx总线设计知识点
vpx总线设计知识点VPX（VITA 46.0X）是一种高速、高密度的串行总线接口，用于在通信和计算系统中传输数据。
它的设计旨在满足军事和航天应用中对高性能和可靠性的需求。
在本文中，我们将探讨VPX总线设计的关键知识点。
1. VPX总线的基本概念VPX总线是一种基于串行通信的总线标准，采用不同的物理层协议传输数据，如PCI Express、Ethernet和RapidIO。
它由控制平面和数据平面组成，支持高速数据传输、热插拔和容错能力。
2. VPX总线的物理连接VPX总线采用模块化设计，通过插槽和背板连接各种模块。
其中，插槽用于安装VPX卡，而背板则提供物理接口和电源分配。
插槽和背板之间通过高密度信号连接，在保证信号完整性的同时提供高速数据传输。
3. VPX总线的电气规范VPX总线的电气规范定义了信号电平、时序和传输协议。
其电气规范基于高性能的串行通信协议，如PCI Express和Ethernet。
根据应用需求，可以选择不同规范的VPX总线。
4. VPX总线的拓扑结构VPX总线的拓扑结构可以根据系统需求进行配置。
常见的拓扑结构包括单星型、多星型和多级结构。
单星型拓扑结构适用于小规模系统，而多星型和多级结构适用于大规模系统。
5. VPX总线的性能特点VPX总线具有高性能和低延迟的特点，可满足高速数据传输的需求。
它支持多通道和多协议传输，能够提供高带宽和低功耗的通信解决方案。
6. VPX总线的安全性由于VPX总线广泛应用于军事和航天领域，安全性是设计中的一个重要考虑因素。
VPX总线通过身份验证、访问控制和数据加密等机制来确保系统的安全性。
7. VPX总线的监测和调试VPX总线支持实时监测和调试功能，以便快速排除故障和优化系统性能。
通过监控数据包、时钟和电源等指标，可以实时跟踪和分析总线的运行情况。
结论本文介绍了VPX总线设计的关键知识点，包括基本概念、物理连接、电气规范、拓扑结构、性能特点、安全性和监测调试等。
一种基于vpx、pxie总线的混合背板的制作方法
在混合背板的制作中，基于VPX和PXIe总线的方法是一种颇具挑战和复杂度的选择。
然而，通过合理的规划和设计，我们可以实现高质量、高性能的混合背板。
接下来，我将深入解读这一主题，从简到繁地探讨制作方法，并在文章中多次提及这一主题。
我们需要了解什么是混合背板以及其在电子设备中的作用。
混合背板是一种随着技术进步而崭新的设计，它结合了不同类型的总线，比如VPX和PXIe总线，用于连接不同的模块和组件。
这种背板设计为设备的扩展和升级提供了更大的灵活性和可行性。
我们可以看到混合背板设计在军事、航空航天、医疗和实验室等领域有着广泛的应用。
在混合背板的制作过程中，我们需要充分考虑到不同总线之间的兼容性和互连性。
基于VPX和PXIe总线的混合背板需要精确的设计和布局，以确保总线之间的数据传输和信号传递都能够稳定可靠。
在制作过程中，我们需要对加工工艺、布线规划、信号隔离等方面进行全面评估和考虑。
针对不同总线的特性和要求，我们需要使用不同的材料和工艺，以满足相应的标准和规范。
针对VPX总线的特性，我们需要考虑到其高速传输和高密度布线的需求，因此需要选择符合要求的高频材料和精密工艺来制作相应的接口和连接器。
而对于PXIe总线，则需要考虑到其多功能性和灵活性，因此在制作过程中需要保证插槽和接口的兼容性和可配置性。
在整个制作过程中，我们还需要充分考虑到散热和电磁兼容性等因素，以确保混合背板可以稳定运行并且不会产生干扰。
通过合理的散热设计和合金材料的选择，我们可以有效地提高背板的稳定性和可靠性。
通过合理的布线和屏蔽设计，我们也可以有效地减少电磁干扰和信号串扰，从而确保数据传输的稳定性和准确性。
基于VPX和PXIe总线的混合背板制作方法需要我们全面考虑总线的特性和要求，利用合适的材料和工艺进行精确设计和制作。
通过合理的规划和布局，我们可以实现高质量、高性能的混合背板，为设备的升级和扩展提供更大的灵活性和可行性。
在个人观点方面，我认为混合背板的设计和制作是一个综合性的工程项目，需要我们充分考虑到不同的因素和要求，以确保背板的稳定性和可靠性。
基于VPX总线的高速信号与信息处理系统设计
基于VPX总线的高速信号与信息处理系统设计摘要：本文将介绍基于VPX总线的高速信号与信息处理系统设计。
VPX是一种高性能、高速度、高带宽的计算机总线，广泛应用于军事领域和其他高要求的应用场景。
本文将介绍VPX总线的特点、架构和工作原理，并基于该总线设计一个高速信号与信息处理系统。
1.引言高速信号与信息处理系统在现代科研和工程领域中起着至关重要的作用。
传统的总线架构无法满足高性能、高速度和高带宽的需求，因此需要一种新的总线架构。
VPX总线应运而生，成为高速信号与信息处理系统的理想选择。
2.VPX总线的特点VPX总线是一种基于VITA46标准的高速串行总线，具有以下特点：(1) 高带宽：VPX总线支持双工全双工传输，最高传输速率可达10 Gbps，满足高带宽应用的需求。
(2)高可靠性：VPX总线采用差分信号传输，具有良好的抗干扰能力和抗噪声能力，确保数据的可靠传输。
(3)高灵活性：VPX总线采用模块化设计，每个模块都可以独立替换，方便系统升级和扩展。
(4)高互操作性：VPX总线兼容多种通信协议和数据格式，可以与其他设备进行无缝对接。
3.VPX总线的架构VPX总线采用背板式架构，包括控制平面和数据平面两个部分。
控制平面是用于传输控制和管理信息的部分，数据平面用于传输数据。
控制平面和数据平面之间通过高速串行链路连接。
4.VPX总线的工作原理VPX总线采用多通道数据传输方式，可以同时传输多个数据流。
数据传输采用基于包的方式，每一个包包括数据和控制信息。
数据和控制信息在背板上通过差分信号传输。
6.结论。
219433878_基于VPX_架构的机动通信系统模块化集成设计
1Internet Communication互联网+通信基于VPX 架构的机动通信系统模块化集成设计摘要：针对机动通信系统通用化、系列化、模块化的需求，本文设计了一种基于VPX 架构的模块化综合集成方案，详细阐述了机动通信系统中的超短波、短波、无线宽带、光纤、被复线等设备及基础承载平台的集成设计方法。
关键词：机动通信系统；LRM；VPX；模块化；集成张云勇（1975.03-），男，汉族，四川青神，研究生，高级工程师，研究方向：通信网络技术；雷鹏（1981.11-），男，汉族，湖南邵阳，本科，高级工程师，研究方向：通信网络技术；周朋（1993.04-），男，汉族，湖南汨罗，研究生，工程师，研究方向：通信设备、机械设计。
一、引言机动通信系统是一种针对特种任务，在特定的区域构建起来，能够承载数据通信、话音通信和视频通信等多种通信业务的机动通信网络。
该网络是一个包含了光纤、被复线、微波、卫星、电台、宽带无线通信等各种通信子网络的综合通信系统集合，在实际铺设和使用过程中，机动通信系统具有高度的机动性和灵活性，要求能够根据实际环境和通信需求进行灵活配置、按需扩展。
目前，随着现代信息技术发展，机动通信系统的需求不断提高，大量专用与通用的信息系统装备也随之应运而生，各类通信装备蓬勃发展，不同形态和体制的装备相继被研制和投入使用，使得当前机动通信系统的发展态势呈现出“烟囱式”的发展模式[1]。
各种通信装备在通信系统的综合集成过程中，开始出现设备种类繁多、设备功能重复堆叠、通信网络布线布局复杂困难、集成系统维护保障效率低下等一系列的问题。
机动通信系统为了保证机动性，其通信手段通常以无线通信为主，有线通信为辅，结合网络交换设备，最终构成一个完整的通信网络，其中无线通信设备主要包括超短波、短波及宽带无线通信设备，有线通信设备则以被复线传输设备及光纤传输设备为主。
由于机动通信系统既包括无线通信设备，又包括有线通信设备，设备种类丰富，因此设备的综合集成是机动通信系统的重点研究内容，涉及各类通信装备的通用化、系列化和模块化，使得整个通信系统能够实现灵活配置、按需扩展。
基于VPX总线的系统主控模块的设计与实现
- 117 -收稿日期：2013-10-23 稿件编号：201310153作者简介： 王 丽（1977－），女，湖北洪湖人，硕士，工程师。
研究方向：硬件电路设计。
随着通信技术的不断更新，现有总线已经不能满足国防领域越来越高的性能要求和更为恶劣环境下的应用，需要一种新体制的总线，替代现有总线，以提高系统传输带宽。
而新型VPX(VITA 46)标准是自从VME 引入后的25年来，对于VME 总线架构的最重大也是最重要的改进。
它将增加背板带宽，集成更多的I/O，扩展了格式布局。
VPX 总线是VME 技术的自然进化，它采用高速串行总线替代并行总线是其的最主要变化。
如今在接口技术上有多种高性能交换结构技术可供选择，而其中的3个：Gigabit Ethernet (GbE)、Serial RapidIO (SRIO)、PCI Express (PCIe)尤其突出，优点最多。
新的总线技术，新的系统构造机制，为通信系统获得更高的性能和带宽[1]。
文中首先介绍VPX 总线标准规范及当前的技术发展，然后介绍基于VPX 总线系统主控模块设计原理与具体实现，主要包括主控模块的系统硬件设计和操作系统软件设计两个部分。
现有成熟的系统总线PCI 是当前最流行的总线之一，它是由Intel 公司推出的一种局部总线，定义了32位数据总线，且可扩展为64位。
虽然PCI 局部总线不能兼容现有的ISA、王 丽，付月生，陈思思（中船重工集团第七二二研究所 湖北 武汉 430079 ）电子设计工程第 14 期第22卷Vol.22No.14Electronic Design EngineeringJul. 20142014年7月摘要：VPX 总线硬件平台设计主要侧重于基于VPX 总线的主控系统模块的设计与研究，本文首先介绍VPX 总线标准规范及当前的技术发展，然后介绍基于VPX 总线系统主控模块设计原理与具体实现，主要包括主控模块的系统硬件设计和操作系统软件设计两个部分，最后是系统验证工作，对实际设计进行分析和总结。
基于VPX总线多DSP架构的高性能通用信号处理模块设计
压 与 参 考 电压 。
４ 系 统 应 用
系 统采 用 专用 加速 器与 多 片 Ｔ Ｓ ２ ０ １处 理 器相结合 的设汁架构，对于像杂波 图运算这种 需 要 大 容 量 存 储 运 算 的 模 块 具 有 显 而 易见 的优
Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ・ 电子技术
（ １ ）接 收缓 冲 Ｆ Ｉ Ｆ Ｏ：用 于缓冲 ｌ ｉ ｎ ｋ ｐ ｏ ｒ ｔ
发送过来的数据 。 （ ２ ）计 算 模 块 ：包 括 对 应 的 计 算 模 块 和
选 大缓冲区 。 （ ３ ）背 景数据 发送缓冲 区：用于 缓冲待 发送 数据，提高算法效率 。 （ ４）杂波 图计 算模块：为 了提 高计算效 率，采取并行 计算模式 ，分别对三路数据进 行 杂波计算 。 该模块同时含两个计算结果缓冲 区， 计 算完后将结果写 回到 Ｓ ＲＡＭ，同时将新扇 区 数据写入选大缓冲 区，进 行接 下来的运 算。
波图实现流程如 图 ３所示 。
３ ． ３ 时 钟 设 计
由于 信 号处理 模 块包 含多 个需 要输 入时 钟的 器件 ，Ｆ Ｐ ＧＡ连接 大量外接 器件，所 以合 理的分配时钟对于 信 号处理模块稳定可靠地 工
作具有重要意义 。 设 计 中，时钟 采 用单 时钟 源经 过 时钟驱 动 芯 片 驱 动 后 提 供 ＤＳ Ｐ簇 电 路 、 专 用 加 速 器 和控 制 Ｆ Ｐ ＧＡ 的 时 钟 信 号 。 在 Ｐ ＣＢ布 线 时 ， 要 求 时 钟 驱 动 芯 片 输 出端 到 各 个 ＤＳ Ｐ 、专 用 加 速芯片及控制 Ｆ Ｐ ＧＡ 芯 片 的 距 离 严 格 等 长 ， 以 保 证 模 块 运 行 的 稳 定 性 。 对 于 Ｒｏ ｃ ｋ ｅ ｔ ｌ Ｏ 需 要 图３ ： 杂 波 图实 现 流 程 图
基于VPX总线的高级计算平台的研究与设计
ｃ ｍｐ ｔ ｇｐａｆｒ ａ ｄ ａ ｃ ｄｃｍｐ ｔ ｇｐａｆｒ ｂ ｓｄｏ ｅｓｔ ｅｐｏｏ ｏ ｗｉ ｈ（ Ｐ ）ｂ ｓｉ ｐｏ ｏ ｅ ． ｎｒｄ ｃ ｏ ｕｉ ｌｔ ｍ， ｎａ ｖ ｎ ｅ ｏ ｕｉ ｌｔ ｍ ａｅ ｎｖ ｒａｉ ｒｔｃ ｌ ｔ Ｖ Ｘ ｕ ｓ ｒｐ ｓｄ Ｉｔｏ ｕ ｅ ｎ ｏ ｎ ｏ ｌ ｓ ｃ
VPX总线及产品介绍
4121074482 52.1图1：总线技术的发展历程从图1中可以看出，VPX总线代表串行总线的最高水平，以下简要介绍这种总线技术。
2.2 VPX总线简介VPX(VITA 46)标准是自从VME引入后的25年来，对于VME总线架构的最重大也是最重要的改进。
它增加背板带宽，集成更多的I/O，扩展了格式布局。
VPX总线采用高速串行总线替代并行总线是其最主要变化。
VPX支持RapidIO、PCI E和Advanced Switching Interconnect等现代的工业标准的串行交换结构，来支持更高的背板带宽。
这些高速串行交换可以提供每个差分对250MBytes/sec的数据传输率，1个信道最高1 GBytes/sec的理论速率。
VPX的核心交换提供32个差分对，组成4个×4的信道端口，每个信道都是双向的（一发送差分对儿，一接收差分儿）。
VPX总线的理论合计带宽为8 GB/sec。
VPX接插件VPX采用了由Tyco公司开发的MultiGig RT2连接器，如下图所示：< xmlnamespace prefix ="v" ns ="urn:schemas-microsoft-com:vml" />< xmlnamespace prefix ="w" ns ="urn:schemas-microsoft-com:office:word" />图2：VPX模块用MultiGig RT2连接器该连接器内含可控阻抗，低插入损耗，在最高6.25 Gbaud下，串扰小于3%。
Tyco公司生产的独特的新7排RT2连接器，与级联块和定位键一起，实现VITA 46模块和背板配合。
VITA 46选择RT2连接器，成功解决了以下问题：连接器可以发送信号至少5 Gbits/sec连接器提供充足的I/O，适应现代主卡上日益增加的功能。
基于vpx总线的车载视音频综合处理装置
基于VPX总钱的车哦视普频隙合处理裟置
李志刚1,邓晶2
(1.中国电子科技集团公司第二十八研究所，江苏南京210007；2. 72465部队，山东 济南250022)
摘 要：为了适应机动灵活、快速反应的要求，视音频系统建设已从地面固定模式向机动模式快速发 展。考虑到车内实际安装环境，上车设备要求集成度高、体积小，同时对外接口尽量统一，方便车内布线， 传统的固定场所内的视音频设备很难满足使用要求，这就需要研制一种新的车载式视音频装置。提出了 一种车载视音频综合处理装置的设计方案，该装置按3U VPX标准尺寸进行模块化设计，集成了视音频 编解码、视频会议、视频矩阵等功能，并可进行功能扩展。
Key words: VPX, modularization, video conference, video matrix, video and audio coding and decoding
为了适应高技术局部战争环境下机动灵活、快 速反应的要求，视音频处理装置建设已从地面固定 模式向机动/便携模式快速发展，固定指挥所视音频 装置通常包括视频会议、视频矩阵等，设备体积较 大，环境适应能力低。不同于固定指挥所，车载视音 频处理装置必须要求轻量化、高集成度以及良好的 抗振性能。
1设计思路
基于VPX总线的车载视音频综合处理装置 （以下简称“视音频处理装置”）采用“集成框架+功
能模块”的硬件架构，将视频采集、视频会议、视频切 换及视频合成处理功能进行整合，车载视音频综合 处理系统接口关系如图1所示。
HDMI
图1车载视音频综合处理系统接口关系 图1中，视音频处理装置通过设备自身的网络 接口、模拟视音频接口、数字视频接口与外围设备连 接，对席位计算机桌面视频、摄像头视频、话音设备 及远程视频会议进行综合处理，实现视频会议功能, 同时，可按需对视频会议、本地计算机桌面、摄像头 监控视频进行视频切换显示或视频合成显示。
基于vpx标准的车载综合信息系统设计
收 稿 日 期 ：２０１９ ０４ １１； 修 回 日 期 ：２０１９ ０５ １７。 作 者 简 介 ：卫 攸 宁（１９８６ ），男 ，河 南 郑 州 人 ，硕 士 学 位 ，高 级 工 程 师 ，主 要 从 事 系 统 控 制 方 向 的 研 究
ＶＰＸ 标准的车载综合 信 息 处 理 系 统 设 计 方 案，重 点 对 该 处 理系统的总体架构、交互式总线网络、主控模块、信号处 理模块、综 合 控 制 模 块、接 口 模 块 进 行 详 细 分 析 设 计， 并 对系统性能进行测试与验证。
１ 犘犡 标准及 犚犪狆犻犱犐犗 总线
ＶＰＸ 标 准 是 由 美 国 军 方 授 权 ＶＭＥ 国 际 贸 易 协 会 组 织，联 合２８ 家 公 司 共 同 制 定 的 为 军 用 、 航 空 航 天、 国 防 等领 域提 供 高 可 靠 性 计 算 机 标 准 。 该 标 准 ２００９ 年 形 成 草 案，２０１０年 发 布。ＶＰＸ 标准 包 含 ＶＩＴＡ４６、ＶＩＴＡ４８、ＶＩ ＴＡ６５等 标准 ，ＶＩＴＡ４６标 准 是 ＶＰＸ 的 基 本 标 准 ， 并 集 成 目前 最新 串 行 总 线 ＲａｐｉｄＩＯ、ＰＣＩ－Ｅｘｐｒｅｓｓ和 千 兆 以 太 网 等，支 持 更高 的 背 板 带 宽；ＶＩＴＡ４８ 标 准 定 义 电 路 板 结 构 要求 、散 热 要 求 、 防 静 电 要 求 等 。ＶＩＴＡ６５ 标 准 定 义 供 电 分配 、标 准底 板、 拓 扑 结 构 等。ＶＰＸ 核 心 交 换 可 以 提 供 ３２对差 分对，每对 差 分 对 理 论 上 可 以 提 供 １０Ｇｂｐｓ的 数 据 交换能 力，一 个 ＶＰＸ 模 块 理 论 上 最 高 可 以 提 供 ８ＧＢｙｔｅ／ｓ 的数据交换能力。
基于综合一体化数字平台的VPX总线网络交换设计
Special Technology专题技术DCW71数字通信世界2020.060 引言为满足现代电子装备的综合一体化技术发展，在数字平台中大量采用由高性能FPGA 、通用处理器等芯片组成的高集成数字处理模块。
为实现模块之间的数据传输，传统的采用PCI 、以太网或RapidIO 等总线。
数字平台单总线模式必然会导致控制信号和高速基带数据对总线的抢占，造成系统时延变大以及丢包现象，严重影响系统性能和可靠性。
VPX 总线采用RapidIO 和Advanced Switch Interconnect 等现代的工业标准的串行交换结构，实现了更高的背板带宽和数据交换，减少了处理时延和输入数据流的中断。
VPX 核心交换可以提供32对差分对，每对差分对理论上可以提供10Gbps 的数据交换能力[1]，一个VPX 模块理论上最高可以提供8Gbyte 的数据交换能力，是综合一体化电子装备研制的首选总线之一。
VPX 定义了集中式、分布式两种系统互连结构，采用基于交换开关的互连网络，有多种串行开关协议映射在VPX 中，如RapidIO 、PCI Express 、Ethernet 等，同时VPX 系统保持了与传统VME 总线的兼容性，从而有效提高数据总线带宽和系统的工作特性。
RapidIO 技术是一种高性能低引脚数基于包交换的交叉开关互连技术，是第一个嵌入式互连国际标准。
RapidIO 规范采用时钟数据恢复同步技术和8B/10B 编解码机制，适合于长距离传输，支持1x/2x/4x/8x/16x 通道模式和最高6.25Gb/s 的波特率。
RapidIO 技术属于系统内部互连技术，适合于多器件紧耦合的工作环境，其高带宽、低延时、高效率及高可靠性的优点为高性能的嵌入式系统的内部互连通信提供了良好的解决方案。
在高速通用处理设计中，通过交换开关互连实现RapidIO 总线互连，完成模块上处理器之间和与系统其他模块处理器间的高速通信。
一种基于VPX总线的数据处理系统[发明专利]
![一种基于VPX总线的数据处理系统[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/2a0fb6579a6648d7c1c708a1284ac850ac020442.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010055762.7(22)申请日 2020.01.17(71)申请人 湖北三江航天红峰控制有限公司地址 432000 湖北省孝感市北京路特8号(72)发明人 徐元 刘嘉祥 周晨君 陈子恒 (74)专利代理机构 北京汇信合知识产权代理有限公司 11335代理人 王维新(51)Int.Cl.G06F 13/40(2006.01)G06F 13/42(2006.01)(54)发明名称一种基于VPX总线的数据处理系统(57)摘要本发明公开了一种基于VPX总线的数据处理系统，包括：数据处理模块和VPX总线；数据处理模块通过VPX总线与外部系统进行数据交换；数据处理模块包括主DSP和从DSP，主DSP与从DSP通过PCIe接口相连；主DSP接收经VPX总线传输的外部任务，将部分外部任务通过PCIe接口分配给从DSP，从DSP将处理好的数据传回主DSP，并发送中断通知主DSP。
本发明具有快速传输大量数据的能力，可以很好地满足数据传输的实时性和高速性要求，以解决计算机处理大量数据慢的问题。
权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 111274181 A 2020.06.12C N 111274181A1.一种基于VPX总线的数据处理系统，其特征在于，包括：数据处理模块和VPX总线；所述数据处理模块通过所述VPX总线与外部系统进行数据交换；所述数据处理模块包括主DSP和从DSP，所述主DSP与所述从DSP通过PCIe接口相连；所述主DSP接收经所述VPX总线传输的外部任务，将部分外部任务通过PCIe接口分配给所述从DSP，所述从DSP将处理好的数据传回所述主DSP，并发送中断通知所述主DSP。
2.如权利要求1所述的数据处理系统，其特征在于，所述主DSP与从DSP之间采用DMA方式进行数据传输。
一种基于VPX架构的高速宽带通信平台设计
一种基于VPX架构的高速宽带通信平台设计卫一然赵国柄朱铁林摘要：介绍了一种基于VPX架构的高速宽带数据通信平台，平台的核心是机载和地面收发信机，收发信机内各功能板卡的主要控制器是FPGA。
发射端对信息序列进行打包、信道编码、交织和调制;接收端对信号进行解调、解交织、解码、同步等操作。
还原后的信息上传至上位机进行分析。
关键词：VPX架构;FPGA;高速宽带;通信平台0引言随着无人机技术和高分载荷等应用技术的发展成熟，海洋、林业、住建、资源、测绘、公安等各行业对高分辨率对地观测系统表现出了巨大需求，因此，把握当前无人机发展的大好时机，研制新一代的通信平台势在必行。
传统的数据链存在着误码率高、衰落大、干扰严重等问题，即使采用高效的信息压缩编码技术仍难以满足高光谱、激光雷达、合成孔径雷达等一系列高分载荷数据传输的带宽要求。
针对现有技术的不足，本设计中通过引进美军成熟先进的VPX总线，构建新一代的数据通信平台，实现由传统到高速、宽带、多功能、通用性强的通信平台的跨越。
1系统组成该数据平台的整个系统包括机载数据终端和测控站数据终端，各数据终端由天线、微波前端和收发信机3个部分组成，共同实现数据通信功能，图1是该系统组成图。
机载终端用于接收、解析地面测控终端上传的遥控指令或数据，同时向地面测控终端实时回传遥测信息和任务载荷数据，测控站终端用于接收飞机回传的遥测信息和任务载荷数据，并输出至指控系统显示，同时将指控系统发出的遥控指令上行传输至机载端，实现对飞机平台、任务载荷的实时监控。
收发信机对所要收发的信息进行数字信号处理，微波前端实现双工、功放、低噪放功能，天线实现无线信号的发射与接收。
平台的高速宽带设计核心在收发信机内实现，收发信机由VPX总线背板，图像主控板，基带板，中射频板和电源板组成，另外，可以通过插入其他功能扩展板卡实现系统的功能扩展。
2VPX总线背板设计背板在整个系统平台占据非常重的作用，它为各个功能板卡的模块互联提供基础。
基于VPX总线的机载设备的热设计
基于VPX总线的机载设备的热设计
叶发亮
【期刊名称】《电子机械工程》
【年(卷),期】2013(029)005
【摘要】某机载处理机不仅耗散功率大,而且热量集中,热量集中于预处理模块和信道化模块.怎样及时高效地将这两种模块的热源热量导出,传递到机箱导轨上并有效散热是亟待解决的问题.文章详细叙述了基于VPX总线的设备的散热问题,从电路设计和结构设计两个方面进行热分析,散热问题最终得到解决.文中在VPX架构下的高导热率传导散热技术方面做了有益的探索,使得VPX加固模块在恶劣环境下满足国军标GJB150.3-86高温工作试验的要求.
【总页数】4页(P4-7)
【作者】叶发亮
【作者单位】中国电子科技集团公司第三十六研究所,浙江嘉兴314033
【正文语种】中文
【中图分类】TK124
【相关文献】
1.基于RapidIO总线的VPX标准存储板设计 [J], 刘旭东;陈晨
2.基于VPX总线的雷达数据处理平台设计 [J], 孙高俊;丁岐鹃
3.基于VPX总线的无线电指令收发测试系统设计 [J], 高媛;贾凡;唐学术
4.基于VPX总线的高速信号与信息处理系统设计 [J], 廖育富; 申晓亮; 刘泽
5.基于综合一体化数字平台的VPX总线网络交换设计 [J], 张剑锋;周伟;吴军
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
计算机总线技术和芯片处理能力的飞速发展 ， 使 得计算平台的体积不断减小 ， 系统性 能 日益增强 。作 为计算平台在车载计算机系统 中的应用 ， 由于车载环 境的自 身特点 ， 在车载计算平台在不断 向小型化 、 高机 动性和多冗余方向发展 的同时 ， 抗恶劣环境的能力变
得 日益重 要 。
由 ＶＴ Ｖ ｂ ｓｎｅｎｔ ｎｌｒｄ ｓｏｉｔｎ 制定 的 ＩＡ（ ＭＥ ｕ ｔ ａｏａ ｔ ｅａｓｃ ， 车载计算平台的 构建 方法 主 要经 历 了 以下 几 个 发 展 阶 段 ： 先 是 基 于 首 传统 的计算机体系结构 ， 设备间互连的方法 ， 这种方法 构建平台较为简单 ， 缺点是不能满足坚 固性方面的要 求， 同时也不能满足小型化 、 模块化和热插拔的要求 ； 随后 是 采 用 Ｃｍｐｃ Ｃ 或 Ｖ ｏ ａｔ Ｉ Ｐ ＭＥ这 类 并 行 总 线 构 建 系统的方法 ， 此方法通过改变车载计算平 台的体系结 构， 在一段时期 内满足了应用的需求 ， 但是伴随数据传 输率的稳步提高， 技术 已经相当完善 的并行 总线也逐
系 统 的方法 ， 这也 是 车载计 算 平 台的发 展方 向。 Ｃ Ｃ—ｘｒｓ最 本质 的理念 在 于 可 以用 欧卡 规 格 Ｐ Ｉ ｐｅｓ Ｅ
实现 Ｐ Ｉ ｘｒ ｓ Ｃ． ｐ ｓ 总线的兼容 ， Ｅ ｅ 是一种 点对点的串行互 连总线技术 ， 传输速率达到 ２ ５Ｇ ／ 以上 。Ｖ Ｓ ． ｂ ｓ Ｊ Ｘ 是
ＨＵＡＮＧ ｎ — ｎ ，Ｃ Ｙｏ ｇｍｉ ｇ ＨＥＮ ｊ— ｎ ｉｍｉ
（ ｏ ｈＣ ｉａＩｓｔｔ ｏ ｏ ｐ ｔ ｇＴ ｃ ｎｌ ｙ Ｂ ｉｎ ００ ３ Ｃ ｉａ Ｎ ｒ ｈｎ ｔｕｅ ｆ ｍ ｕｉ ｅｈ ｏ ｇ， ｅ ｉｇ１０ ８ ， ｈｎ） ｔ ｎｉ Ｃ ｎ ｏ ｊ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａｃ ｏ ｄ ｎ ｏ ｔ ｅ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｆ ｅ ｉｌ ｏ ｕ ｉ ｇ ｓ ｓｅ ａ ｎ ｗ ｖ ｈ ｃ ｅ ｃ ｍｐ ｔ ｇｐ ａｆｒ ｏ ｈ ｓ ｒ ｃ ： ｃ ｒ ｉｇ ｔ ｈ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｈ ｃ ｅ ｃ ｍｐ ｔ ｙ ｔｍ， ｅ ｅ ｉ ｌ ｏ ｕ ｉ ｌ ｔ ｍ ｎ ｔ ｅ ｏ ｖ ｎ ｎ ｏ ｂ ｓ ｆＶ Ｘ ｕ ｓ ｄ ｓｇ ｅ ． ｈ ｓ ｐ ａｆ ｒ ａ ｅ ｈ ｄ ａ ｏ ｐ ｌ ａ ｉｎ ｏ ｄ ｌ ｒｔ ｅ ｉｎ ｗｉ ｈ ｕ ｃ ａ ｅ ｏ Ｐ ｂ ｓ ｉ ｅ ｉｎ ｄ Ｔ ｉ ｌ ｔ ｍ ｔ ｋ ｓ ｔ ｅ ｉ ｅ ｆａ ｐ ｉ ｔ ｆｍｏ ｕ ａ ｏ ｄ ｓ ， ｔ ｔ ｅ ｆ ｎ － ｏ ｃ ｏ ｇ ｈ ｔ ｎ ｆ ｏ ｕ ｉ ｇ ａ ｄ ｃ ｍｍｕ ｉａｉ ｎ ｒ ｖ ｄ ｄ Ｄａ ａ ｗ ｉｈ ｐ ｓ ｅ ｈ ｏ ｇ ｉａ ｉ Ｅ ｈ ｒ ｅ ｓｔ ｎ ｍｉ ｅ ｅ ｉ ｓｏ ｍｐ ｔ ｎ ｏ ｏ ｃ ｎ ｎ ｃ ｔ ｓｐ ｏ ｉ ｅ ． ｔ ｈ ｃ ａ ｓ ｓｔ ｒｕ ｈ ｇｇ ｂｔ ｔ ｅ ｎ ｔ ｒ ｓ ｔ ｄ ｂ — ｏ ｉ ａ ｔ ｔ ｅ ｄ ｌ ｓ ａ ｄ Ｉ ＭＩｉ ｄ ｐ ｅ ｏ ｉ ｌ ｍｅ ｔｍａ ａ ｉｇ ｐ ａｆ ｒ ． ｈ ｓ ｐ ａｆ ｒ ａ ｈ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔ ｓ ｏ ｗｅ ｎ ｍｏ ｕ ｅ ， ｎ Ｐ ｓ ａ ｏ ｔｄ ｔ ｍｐ ｅ ｎ ｎ ｇｎ ｌ ｔ ｍ Ｔ ｉ ｌｔ ｍ ｈ ｓｔ ｅ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｉ ｆ ｏ ｏ ｓｃ
交换式 串行扩展标准， 在传统的 Ｖ Ｅ总线上增加了结 Ｍ 构技术 ， 在保存部分插针式 连接器 的基 础上 ， 又使用 Ｔ ｃ 司生产 的 Ｍｕ ｉｉ Ｒ ２高 速 连 接 器 ， 的连 接 ｙｏ公 ｈＧｇ Ｔ 新 器 可 以将数 据 总线传 输带 宽 提 高 到 ５Ｇ ／ ， ｂ ｓ而且 提供 更多的 自定义差分对信号 ， 利于 系统 的扩展 和升级。 Ｖ Ｘ也是 由 ＶＴ Ｐ ＩＡ开发 的一 套强 化 电 路板 和 连接 器 格 式 的总 线 标 准 ， 持 包 括 Ｐ Ｉ ｘｒｓ、ｅ ａ Ｒ ｐｄＯ、 支 Ｃ— ｐｅｓＳｒ ｌ ａｉｌ Ｅ ｉ Ｇｇｂ ｔ ｒ ｔ ｉ ｉＥｈ ｎ 等多种高速信号标准 ； ａｔ ｅ ｅ 符合 ＩＥ １０ Ｅ Ｅ １ １ 的３ ｕ和 ６ Ｕ标准 ， 支持热插拔 ， 具有 １ ｂ ｓ ０Ｇ ／ 的接 口带 宽。Ｖ Ｘ全部使用 与 Ｖ Ｓ同类 的 Ｒ ２接插件 ， 而 Ｐ Ｘ Ｔ 从 为开发者提供 了更多 的自定义信号， 提高 了设计 的灵 活性 ， 而且具有很强的扩展性。Ｖ Ｘ总线结合 了 Ｃ Ｐ Ｐ Ｃ—ｘｒｓ Ｖ Ｓ的众 多 优 势 ， 幅 提 高 了总 线 的 性 Ｉ ｐｅｓ与 Ｘ Ｅ 大 能 和扩展 性 ， 而且 作 为 军用 加 固系 统 的新 一 代 总 线 产 品， 广泛 应用 于 军用 恶劣 环境 。 笔者立足于车载计算机系统现状 ， 结合发展需求 ， 参考国内外经验 ， 采用先进技术设计 了一套基 于 Ｖ Ｘ Ｐ
台具有 高可靠、 高性能、 模块化等特点。 关键词 ： Ｐ Ｖ Ｘ总线 ； 模块化； 高可靠
中图分 类 号 ： Ｎ ６ Ｔ ９５ 文献 标识 码 ： Ａ 文章 编号 ：０ ０— ８ ９ ２ １ ）４— ０ ４— ３ １０ ８２ （０ １０ ０ ９ ０
Ｄｅ ｉｎ ｏ ｈ ｃｅ Ｃｏ ｓｇ ｆａ Ｖｅ ｉｌ ｍｐ ｔ ｇ Ｐ ａ ｆ ｒ Ｂａ ｅ ｎ ＶＰ Ｂｕ ｕ ｉ ｌ ｔｏ ｍ ｓ ｄ ｏ Ｘ ｓ ｎ
ｈ ｇ ｅ ｉｂ ｌｔ ． ｉ ｈ ｐｅｆ ｒ ａ ｅ ａ ｇ ｎ ｅ ｒ ｔｏ ｉｈ ｒ ｌａ ｉｉｙ ｈ ｇ ｒｏ ｍ ｎｃ ｎｄ ｈｉｈ ｉ ｔｇ ａｉｎ．
Ｋ ｅ ｒ ｓ Ｖ Ｘ ｕ ； ｄ ｌｒ ｈ ｇ ｅ ｉｂ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ： Ｐ Ｂ ｓ ｍｏ ｕ ａ ； ｉｈ ｒ ｌ ｌ ａ
・
９ ４・
《 测控技术》 ０ １ ２ １ 年第 ３ 卷第 ４期 ０
基 于 Ｖ Ｘ总线的车载计算平台设计 Ｐ
黄泳铭 ，陈济 民
（ 华北计算技术研究所 ， 北京 １０ ８ ） ０ ０ ３
摘 要 ： 据 车载 计算机 系统 的发展 ， 计 一套 基 于 Ｖ Ｘ 总 线 的 车载 计 算 平 台。 该 平 台采 用模 块化 思 想 根 设 Ｐ 设计 ， 具有计 算 和通 信功 能 。通过 千 兆 以太 网完成 各 模 块 间的数 据 传 输 ， 用 ＩＭＩ实现 平 台 管理 。平 采 Ｐ