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太速VPX技术.doc
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太速科技-VPX 技术
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良。它将增加背板带宽,集成更多的 I/O,扩展
了格式布局。
目前,VME64x 已经不能满足国防和航空领域越来越高的性能要求和更为
恶劣环境下的应用。许多应用,例如雷达,声纳,视频图像处理,智能信号处
理等,由于受到 VME64x 传输带宽的限制,系统性能无法进一步提高。急需要
一种新体制的总线,替代现有的 VME64x 总线,以提高系统传输带宽。
1. VPX1.1 标准概述
VITA 46 根底标准由 VITA46.0〔根底协议〕和 VITA46.1〔VME 连接〕
描述,也称为 VPX,并成功地于 2006 年一月引入。这是一个里程碑,因为我
们可以确信 VITA46 标准已经设计和实现出来了。下一步是完成最终文档,并
且提交 ANSI〔美国国家标准化组织〕得到正式 ANSI 批准。
1.1 VPX1.2 高速串行总线
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。VPX 采用 RapidIO 和 Advanced Switching Interconnect
等现代的工业标准的串行交换构造,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儿 250MBytes/sec 的数据传输率。如果 4 个信道最高
1 GBytes/sec 的理论速率。VPX 的核心交换提供 32 个查分对儿,组成 4 个 4
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 模
块的理论合计带宽为 8 GB/sec。
当今基于 VME 总线雷达系统阵列中的每个系统处理器,都必须等待轮到该
处理器获得总先后才能发送数据。这样不仅仅使处理器终止了对当前数据块的
处理,同时还终止了处理器对输入数据的处理。
交换构造使所有数据流畅通无阻,来解决这一问题,这样减小了处理延迟
和输入数据流的中断。
StarFabric 是一个串行转换构造,他利用现有的 VME-64 背板嵌入式多处
理器。可是,VME64X 接口的物理特性限制限制了它将来的开展。在 VITA46
开发以前,雷达系统开场面临主卡的性能的制约。VME 主卡其中两个最严重的
限制是每个插槽上通过信号针的数据量限制,以及严重的功率浪费。VITA46
通过采用高速连接器和支持先进的交换构造,着重解决了这两个问题。
由于采集的数据频率越高,图像效果越好。随着雷达数据管道变得越来越
大,VPX 将成为解决这些新需求的新技术。
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1.2 VPX1.3 接插件
VPX 采用了由 Tyco 公司开发出了模块化的 VPX 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,与级联块儿和键一起,实现 VITA 46 模块
和背板设计。VITA 46 选择 RT2 连接器的目的是为了解决以下问题:
•连接器必须可以发送信号至少 5 Gbits/sec
•连接器必须提供充足的 I/O,适应现代主卡上日益增加的功能。
•连接器的尺寸必须能够满足 VME 标准长度,以便可以安装 PMC 模块,
能够保证 0.8 英寸的板间距。
•连接器系统必须足够结实,这样在军事/航空系统的恶劣环境中才能应用。
VITA 46 模块插入和拔出力量与 VME64X 模块相近。这是因为虽然
VITA46 拥有更多的接触点,但是 Tyco 公司的 MultiGig RT2 连接器使得每个
接触点压力降低而又能保证充分的接触。以上结论都是建立在连接器机械构造
评估和测试根底上得来的。
VITA 46 工作组对最终交付使用的 VPX 连接器,为 VPX 模块标准做了大
量的测试认证。这些测试再现了一些最苛刻的环境测试,执行了板级标准。
主要环境参数测试包括如下:
•振动及颤抖
•温度
•适度
•沙尘
•耐久
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•静电保护
1.3 VPX 的 I/O 能力
VPX 拥有着更多的 I/O 能力,其数量几乎是 64X 类型卡的两倍。所有的
I/O 针都有千兆传输能力,最高到 6.25 Gig/Sec。并且有辅助的 VITA 48 标准
选择,使得每个插槽可以插更高功率的板子。与传统的 VME 技术比 VPX 的针
脚数要多,一般的 6U VPX 模块可以提供:
总共 707 个非电源电触电
总共 464 个信号:
64 个信号,用于核心交换的 32 个高速差分对
104 个信号,用于实现 VME64 的
268 个通用用户 I/O,其中包括 128 个高速差分对儿。
28 个信号,用于作系统信号〔重启,JTAG,寻址等〕,其余未使用。
VPX 提供最高 32 个网络交换针,这些针的作用:
•得到更多的吞吐量
•提升性能
•实现网状拓扑构造
•减少插槽数
•无需交换插槽
•节省空间和降低重量
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pyhm63
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