通信与处理平台(数字信号处理)

1.数字核心处理卡

        数字核心处理卡是一款基于6U VPX总线架构的高性能数据预处理FMC载板,板卡具有2个FMC(HPC)接口,可用于扩展宽带AD/DA子卡、光纤转换子卡、射频子卡等。

        板卡对外提供1个X8 GTX背板互联接口、2路千兆以太网及多种数字通信IO接口,板卡采用Xilinx的高性能ZYNQ系列SOC作为实时处理器,实现数据的采集、处理、以及背板接口互联。通过搭载不同的FMC子卡,可快速搭建起6U VPX系统平台,实现前端数据的预处理,可广泛应用于雷达相控系统、宽带无线通信系统,大规模MIMO原型、多通道信道采集存储,宽带信道模拟器,基站BBU等场景。

主要特性:

  • 6U VPX架构,符合VITA46规范
  • 板载2个FMC接口,符合VITA57.1规范
  • 板载1片ZYNQ7000系列SOC
  • 板载2路10/100/1000M网口
  • 背板之间具有1路x8高速GTX互联,支持PCI Express

功能框图:

通信与处理平台(数字信号处理)_第1张图片

 技术规格:

项目

参数

功能资源

SOC

ZYNQ系列

DDR3

PS与PL各挂载1GB

QSPI Flash

128MB

eMMC

32GB

串口

PS与PL各提供1路UART转USB

以太网

PS与PL各提供1路10/100/1000M以太网

控制IO

若干

参考时钟

板载40MHz,同时提供外部时钟输入MCX接口

调试接口

1路JTAG,使用下载器进行调试和下载

高速互联

支持PCIe gen2 x8@5Gbps/lane

FMC接口

2路标准FMC(HPC)接口,符合VITA57.1规范

VPX接口

标准6U VPX规格,符合VITA46规范

供电

DC 9~14V(典型12V)

尺寸

160*233.35mm,标准6U VPX结构尺寸

功耗

≤15W

工作温度

-40℃~75℃

工作湿度

2%~95%(25℃),无凝结

软件支持

  • 可选集成板级软件开发包(BSP);
  • 基于Linux系统内核
  • FPGA底层接口驱动
  • 数字及通信接口驱动
  • 可根据客户需求提供定制化算法与系统集成

产品实物:

通信与处理平台(数字信号处理)_第2张图片通信与处理平台(数字信号处理)_第3张图片

 应用领域:

       软件无线电平台、通信MIMO原型、多通道采集回放、雷达电子战系统

 2.主控及数字信号处理硬件平台

       主控及数字信号处理硬件平台采用I.MX6+ZYNQ架构,主要实现射频收发控制及数据采集等功能。由ZYNQ为数据处理核心,以零中频架构射频收发器、高速ADC、高速DAC实现射频数据收发及数据采集功能,接口部分实现与系统其它单元的数据交互及GPIO控制,人机交互部分以I.MX6作为主控中心,主要实现远程控制、数据上报、语音控制、触屏显示、键盘控制等功能。

      ZYNQ为SOC控制器,集成PL(FPGA)和PS(ARM)部分,其中PL挂载RFIC、ADC、DAC及其它接口,完成射频收发控制、基带数据处理、ADC/DAC数据处理。PS挂载存储模块及网口串口等,用于系统数据存储、数据缓存、外部通信及保密管理。i.MX6为ARM架构,提供了丰富的外围接口,主要用于人机交互界面的控制及外部通信。同时ZYNQ与i.MX6之间具有UART、PCIe、GPIO接口,用于数据实时交互。

       接口部分实现与系统其它单元的数据交互及GPIO控制。人机交互部分以I.MX6作为主控中心,主要实现远程控制、数据上报、语音控制、触屏显示、键盘控制等功能。

功能框图:

通信与处理平台(数字信号处理)_第4张图片

技术规格:

项目

参数

功能指标

ZYNQ

2个通道AD9361收发接口

3路AD7606接收接口

1路AD9957发射接口

1路AD9265接收接口

1路温度采集

1路1000M以太网接口

32GB EMMC

2GB NOR Flash

1GB DDR3

6个保密EEPROM

IMX6

1路温度采集

1路1000M以太网接口

1路100M以太网接口

2路RS232接口

1路RS422接口

1路USB2.0接口

2路隔离CAN接口

1路USB2.0内部键盘接口

1路按键背光控制

1路显示接口(4线MIPI-DSI)

1路显示背光控制

1路触摸屏接口

1路AD光线采集接口

1路耳机接口

1路旋转编码器接口

2GB DDR3

32GB EMMC

性能指标

AD9361

通道1 AD9361接口:
1)发射频率:75~5090.7MHz;
2)发射功率:0dBm(5GHz时为-8dBm);
3)接收频率:108-399.975MHz;
4)接收功率:-50~0dBm。

通道2 AD9361接口:
1)发射频率:329.15~1525MHz;
2)发射功率:0dBm;
3)接收频率:108.1~1525MHz;
4)接收功率:-75~0dBm。

AD7606

AD7606(1通道)接口:
1) 接收信号幅度:0~4V;
2) 采样率:200Ksps;
3) 采集电压精度:>±0.1%/FS;
4) 输入阻抗:≥1MΩ;
5) 通道间隔离度:≥85dB;
6) SNR:≥65dB。

AD7606(2通道)接口:
1) 接收频率:DC~2kHz;
2) 接收信号幅度:±13V;
3) 采样率:200Ksps;
4) 采集电压精度:>±0.1%/FS;
5) 通道间相位差:0.1°;
6) 输入阻抗:≥1MΩ;
7) 通道间隔离度:≥85dB;
8) SNR:≥65dB。

AD9957

AD9957接口:
1) 发射频率:150kHz~30MHz;
2) 发射功率:0dBm;
3) 输出精度:>±0.1dB

AD9265

AD9265接口:
1) 接收频率:2MHz~30MHz;
2) 接收功率:-50~+10dBm;
3) 采集电压精度:>±0.5%/FS;
4) SNR:≥70dB。

操作系统

linux 系统

外围接口

a) MX6 USB_OTG接口;

b) MX6 RS232调试串口;

c) ZYNQ 1000M以太网接口;

d) ZYNQ JTAG接口;

e) ZYNQ RS232调试串口;

f) 9路调试IO口。

供电

12V±5%

尺寸

250.2*115.5*9mm

功耗

≤15W

工作环境

温度

-48℃~+55℃

湿度

2%~95%(25℃),无凝结

产品实物:

通信与处理平台(数字信号处理)_第5张图片通信与处理平台(数字信号处理)_第6张图片

 应用领域

       软件无线电平台、嵌入式计算、数据采集、数字信号处理、图像处理、 工业自动化控制

 3.数字信号处理模块

       数字信号处理模块基于6U VPX总线架构,为高性能、宽频段的数模混合信号处理平台。模块以6片ADI公司的RF捷变收发器AD9361作为射频收发核心,提供2路射频发射通道和10路射频接收通道,支持频段70MHz~6000MHz,发射链路添加射频放大器提高线性度,接收链路添加低噪声放大器,可有效的降低输入噪声和提高接收灵敏度,各片AD9361之间采用同源参考时钟设计,可满足多通道同步需求。同时采用一片Xilinx公司Ultrascale+ MPSOC系列XCZU15EG作为数据处理核心,可用于高速信号处理、频谱监测、多通道同步通信系统、车载雷达信号处理等领域。

主要特点:

  • 6U VPX架构,符合VITA46规范;
  • 10个RX通道、2个TX通道;
  • 宽频段范围,支持射频频段70MHz6GHz;
  • 支持外部参考时钟输入输出和板载OCXO,软件可配置;
  • 多通道同步采样:支持多通道同步采样,同步触发信号;
  • 板载1Ultrascale+ MPSOC和6片AD9361;
  • 提供丰富外围接口:PCIE x4、高速SerDes、千兆以太网、RS232、RS422、GPIO、JTAG等。

功能框图:

通信与处理平台(数字信号处理)_第7张图片

 技术规格:

项目

参数

功能资源

MPSOC

1片XCZU15EG

RFIC

6片AD9361

DDR4

PS侧4GB,PL侧2GB,可稳定运行在2400MT/s

QSPI Flash

2片共计256MB

eMMC

32GB

串口

1路UART转USB,2路隔离型RS422

以太网

1路10/100/1000M以太网

控制IO

若干

参考时钟

板载40MHz恒温晶体,同时提供外部时钟输入MCX接口

同步设计

6片AD9361参考时钟同源

调试接口

1路JTAG,使用下载器进行调试和下载

高速互联

支持PCIe gen2 x4@5Gbps/lane

VPX接口

标准6U VPX规格,符合VITA46规范

性能指标

发射通道

通道数:2路

发射频率:70MHz~6GHz,调整步进2.4Hz

最大带宽:56MHz

数字接口速率:最大61.44MHz

发射动态范围:80dB

最大输出功率:10dBm

本振泄露:-50dBc

镜像抑制:-50dBc

接收通道

通道数:10路

接收频率:70MHz~6GHz,调整步进2.4Hz

最大带宽:56MHz

接收动态范围:70dB

数字接口速率:最大61.44MHz

供电

DC 9~36V(典型24V)

尺寸

160*233.35mm

功耗

≤30W

工作温度

-40℃~75℃

工作湿度

2%~95%(25℃),无凝结

软件支持

  • 可选集成板级软件开发包(BSP);
  • 基于Linux系统内核
  • FPGA底层接口驱动
  • 数字及通信接口驱动
  • 可根据客户需求提供定制化算法与系统集成

产品实物:

通信与处理平台(数字信号处理)_第8张图片通信与处理平台(数字信号处理)_第9张图片

 应用领域

       软件无线电平台、高速信号处理、频谱监测、多通道同步通信系统、雷达信号处理

4.MPSOC信号处理底板

       MPSOC信号处理底板是一款高性能的FMC载板。板卡采用一片Xilinx公司Zynq UltraScale+系列MPSOC XCZU15EG作为数据处理和控制核心,可扩展JESD204B 高速AD、DA子卡,构建雷达、通信、数据采集等平台。XCZU15EG的PS端搭载1组64-bit DDR4,容量32Gb,高可稳定运行在2400MT/s。板卡支持一路千兆网络接口,可自适应10/100/1000Mbps数据传输速率。另有1路Display Port接口、1路SATA接口。板卡具有自控上电顺序,可通过Nor Flash、EMMC加载启动程序。板卡承载SATA、ETH、Display Port、GTH及常规IO的接口连接,同时板卡扩展有DSP处理模块。

产品特点:

  • PS端挂载一簇DDR4,数据位宽64-bit,容量32Gb,最高可稳定运行在2400MT/s;
  • PS端挂载两片QSPI x4 NorFlash,每片容量512Mb,用于系统配置程序存储;
  • PS端外接一路千兆以太网接口,可自适应10/100/1000Mbps数据传输速率;
  •  PS端外接Display Port接口,支持Display Port 1.2a协议标准,仅支持对外输出;
  •  PS端外接一路SATA接口,支持SATA3.1协议标准,最大传输速率可达6.0Gbps;
  • PL端HD BANK引出多路LVDS信号到FMC,其中LVDS最高速率支持1250Mbps;
  • MPSOC与DSP之间通过EMIF及SRIO等高速接口互联。

功能框图:

通信与处理平台(数字信号处理)_第10张图片

 技术规格:

项目

参数

功能指标

功能

支持板载的双ADRV9009芯片的FMC子卡

支持板载的DSP核心板

1路RS422接口

1路千兆网口

支持GNSS模块,支持1PPS

电源输入有过流,防反接功能

存储

PS支持16Gbit DDR4

PL支持16Gbit DDR4

512Mbit QSPI FLASH

64G Emmc

性能指标

MPSOC ZU15/19EG

片外DDR的工作速率:1200MHz@32bit

DSP的EMIF工作速率:100MHz@16bit

DSP的SRIO工作速率:3.125Gbps*4@4X

AD的JESD204B工作速率:约为8Gbps@4X

DSP处理核心

DSP的SRIO工作速率:3.125Gbps*4@4X

DSP的DDR工作速率1333Mbps

存储

EMMC支持100MB/s左右的读写速度

操作系统

裸机或linux 系统

外围接口

  1. 1路SATA接口
  2. 1路千兆网口
  3. 1路GPS天线接口
  4. 1路miniUSB
  5. 1路FMC连接器
  6. 1路板载DSP接口

供电

12V±10%

尺寸

180*100*33mm

功耗

≤40W

工作环境

温度

-40℃~+75℃

湿度

2%~95%(25℃),无凝结

产品实物:

通信与处理平台(数字信号处理)_第11张图片通信与处理平台(数字信号处理)_第12张图片

应用领域

      软件无线电平台、FPGA宽带信号处理、实时多算法处理的在线测试验证、测试测量快速环境搭建

 5.信号处理FPGA底板

      信号处理FPGA底板是一款基于Xilinx XC7Z100-2FFG900I处理器,带两路VITA57.1FMC 连接器的信号处理板卡。

      信号处理FPGA底板外接了USB、千兆网、SFP、HDMI、TF卡等接口,可以单独使用。它也可以与ADI官方的AD9361、AD9371子卡搭配使用,从而应用于软件无线电,尤其是Massive MIMO等领域。

功能框图:

通信与处理平台(数字信号处理)_第13张图片

技术规格:

项目

参数

功能资源

SOC

Xilinx XC7Z100

DDR3

HP BANK及HR BANK各挂载1GBDDR3

QSPI Flash

256Mb

参考时钟

PS时钟:33.33MHz, PL时钟:200MHz

网口

一路10/100/1000M自适应RGMII网口

光口

两路SFP+光模块

GPIO

8路GPI,8路GPO

串口

一路mini-B-USB2.0调试串口

USB接口

一路Micro usb 接口

SD CARD

一路SD卡接口

HDMI

一路HDMI接口

GPS

板载高精度GPS芯片

调试接口

1路JTAG,使用下载器进行调试和下载

SMA接口

GPS模块天线接口

外部10MHz参考时钟输入接口

10MHz参考时钟输出接口

1PPS输出接口

FMC_HPC

400PIN的高密度FMC连接器

FMC_LPC

160PIN的低密度FMC连接器

EEPROM

一片1Kb EEPROM

供电

DC 5~14V(典型12V)

尺寸

210*150mm

功耗

≤20W

工作温度

-40℃~75℃

工作湿度

2%~95%(25℃),无凝结

软件支持

Linux系统

可根据客户需求提供定制化

产品实物:

通信与处理平台(数字信号处理)_第14张图片通信与处理平台(数字信号处理)_第15张图片

 应用领域

        软件无线电平台、FPGA宽带信号处理、实时多算法处理的在线测试验证、测试测量快速环境搭建

6.紧凑型SOC基带板卡

       紧凑型SOC基带板卡,基于Xilinx公司的FPGA XC7Z045/XC7Z100芯片,以紧凑的设计提供了板上SOC的大容量存储,同时支持北斗与GPS时钟同步,提供RS232、RS422、4路网口等多种通信接口。

       同时该单元通过FMC HPC扩展槽提供了外接ADC、时钟、通讯等模块的能力。

功能框图:

通信与处理平台(数字信号处理)_第16张图片

 技术规格:

项目

参数

功能资源

SOC

XC7Z045-2FFG900I/XC7Z100-2FFG900I

PS网口

1个10M/100M/1000M自适应网口

PL网口

3个千兆以太网PHY芯片支持10/100/1000M自适应,支持GMII/RGMII接口,J30J出线

电源

锁紧式5V-28V供电

GPS天线

MCX接口,支持北斗与GPS

串口

PS与PL各一个串口,J30J出线

复位

可外部复位或板上复位

FMC接口

可外接标准FMC子卡

时钟接口

支持外钟输入、外钟同步功能、板载高精度OCXO、1PPS

DDR3

8Gb(PL与PS各4Gb)

QSPI Flash

采用16+64MB QSPI FLASH

预留接口

I2C、SPI、RS422、GPIO

供电

DC 5~14V(典型12V)

尺寸

132*86mm

功耗

≤20W

工作温度

-40℃~85℃

工作湿度

2%~95%(25℃),无凝结

软件支持

VxWorks 6.9或Linux

产品实物:

通信与处理平台(数字信号处理)_第17张图片

 应用领域

        无线通信、有线网络、高速光通信互连的信号处理、雷达或电子战系统、数字信号处理算法实现、 芯片验证

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