基于OpenVPX标准的异构融合处理模块软硬件协同设计研究

随着计算机软硬件技术的持续进步,机载计算平台集成的任务功能日益增多,导致平台内部的计算需求在规模和复杂性上不断攀升。面对智能化应用的迅猛增长,传统的单一处理器架构已不足以应对多样化的复杂任务。为此,基于OpenVPX标准,定义并设计了一种符合硬件开放式架构的3U异构融合处理模块,以适应多种复杂任务的需求。文中还提出了一种异构计算资源池化技术,旨在实现多类型任务应用的快速部署和高效运行,同时降低通信延迟,显著提升计算平台的处理能力和适用性。最后进行了实验验证,结果表明与多CPU架构相比,文中所设计的异构融合处理模块在执行特定神经网络算法时,处理时间缩短了约4.8倍,证明了其在性能上的显著提升。该研究成果不仅展示了异构融合处理模块在机载智能计算应用中的显著性能优势,而且为航空计算平台的未来发展提供了创新的解决方案和技术支持。

基于OpenVPX标准的国产以太网交换板设计

VITA组织于2007年推出了VPX和OpenVPX规范。介绍了上述规范主要内容、主要优势和生态系统。同时,随着国产芯片生态的健全,包括处理器、国产大容量交换芯片和分立器件等国产芯片和元器件的成熟,结合抗恶劣环境应用需求,提出了一款基于OpenVPX标准的国产以太网交换板的设计和各个功能单元的实现。

基于OpenVPX的全交换式信号处理平台设计

针对现代通信侦察系统大带宽高性能处理的需求,给出了一种新的信号处理平台硬件设计方案。处理平台满足OpenVPX标准,采用全交换式体系结构和Rapid IO高速总线。结果显示,处理平台大幅提高了传输带宽,可达到81 Gb/s;灵活性好,可针对不同的应用需要进行网络拓扑结构设计;通用性强,不同平台间可实现模块的交叉互换。此外,详细介绍了OpenVPX总线的技术特点,处理平台的总体架构、模块设计、高速互联网络的实现等。

基于OpenVPX平台的宽带数字阵列雷达接收系统设计

本文介绍了一套宽带全数字阵列实验系统。接收天线采用8单元线阵,工作频率为1-3 GHz,瞬时带宽为500 MHz。系统包含2个4通道高速ADC,每通道采样率为1.2 GSPS,可实现对模拟信号的射频直接采样。信号处理机基于模块化思想设计,采用OpenVPX总线。通过多级子阵进行分级处理,具备高度的可拓展性,能够很方便的拓展成更大规模数字信号处理系统。本文结合系统架构提出了一种灵活的信号处理流程并利用该系统进行了探测实验。实测数据处理结果验证了实验系统的有效性和灵活性。

OpenVPX总线及其在雷达信息处理的应用

开放多协议交换(OpenVPX)总线作为目前国际上最新的一种通用总线标准,具有带宽高、实时性强、拓扑结构灵活、通用性强、抗恶劣环境能力强等优点,代表着新一代军用综合信息处理平台系统的发展方向。详细介绍了OpenVPX总线的技术特点,并结合数字阵列雷达应用,给出了基于OpenVPX总线标准的雷达综合信息处理系统设计解决方案。

一种基于openVPX的通用信号处理平台设计

针对大总线带宽及高运算能力的应用需求,给出了一种新的信号处理平台的硬件设计方案。处理平台总体架构满足openVPX标准,采用LevelⅡ的RapidIO总线和双星型的RapidIO交换网络,利用高性能的DSP和FPGA处理芯片,处理平台的总线带宽可达到37.8 Gbit/s。处理平台具有很强的灵活性和一定的通用性,且已在工程中成功应用。

OpenVPX的多冗余信息处理平台系统设计

设计了一款基于开放多协议交换(open versatile protocol switch,OpenVPX)总线的多冗余信息处理平台系统,并重点介绍了系统互连拓扑结构、各模块板卡的设计理念以及关键技术。该平台系统具有模块化、带宽高、可靠性高、灵活性强等特点,便于维护,适用于多种场景,经工程项目应用验证,性能优越,稳定可靠。

基于OpenVPX的高速集成处理器USB接口设计

文章针对传统通用串行总线(USB)接口器件存在的数据传输速率低、无法满足USB接口数据的快速传输需求问题,展开高速集成处理器USB接口的设计研究。通过基于OpenVPX的高速集成数据处理、USB接口连接方式设计、USB接口寄存器初始化,实现USB接口的高速通信。通过实验证明,该USB接口与USB 3.0接口相比有效提高了对数据传输的速率,满足数据实时高速传输需要。

基于OpenVPX的宽带交换平台设计

设计了基于Open VPX标准的宽带交换平台,该平台具有高带宽、高可靠性、易扩展和互操作性好等特点,符合下一代军用宽带交换技术的发展方向。设计了符合VITA46/65规范的VPX交换模块,支持控制平面的16路以太网交换;通过安装符合VITA42规范的XMC扣板,支持数据平面的16路Serial Rapid IO(SRIO)或PCIe交换。设计了符合VITA46/65规范的VPX背板,支持6U或3U(欧卡标准)的SWITCH及PAYLOAD模块,以及支持符合VITA62规范的3U VPX电源模块。交换模块通过插入PAYLOAD槽位,还可以自动工作在负载模块模式,减少了模块种类。多块负载模块的CPU可通过数据平面通信,组成CPU整列,大大提升了系统的综合处理能力。

基于OpenVPX双冗余交换系统设计

随着电子信息技术的飞速发展,开放式体系架构日趋成熟,综合化设计的趋势越来越明显。电子设备系统架构设计更多的采用高速总线和硬件模块扩展的方式,用以快速系统实现、能力提升、降低成本。基于OpenVPX双冗余交换系统的设计,采用16槽双冗余机架,以RapidIO、千兆以太网为基本交换数据总线,具有稳定性好、传输速率高、计算能力强、扩展配置灵活的特点。

运载火箭一体化电气系统设计及关键技术

依据模块化、集成化、高可靠、易扩展的设计原则,提出一种主要单机基于OpenVPX标准设计的运载火箭一体化电气系统方案。