RapidIO互连技术研究

在典型的嵌入式系统中,难点在于系统互连级,即系统内的不同组件之间通信的速率。作为目前世界上第一个、也是惟一的嵌入式系统互连国际标准,RapidIO互连架构通过定义一种高性能包交换互连技术有效地消除了系统互连瓶颈。文中从多个方面对新一代高速互连技术——RapidIO进行了研究,在介绍其应用的基础上给出了一种利用串行RapidIO实现板间和芯片间互连的系统结构方案。

利用RapidIO技术搭建的可重构信号处理平台

军事领域常选择ADI公司的TS201芯片用于信号处理平台,但由于其采用基于电路交换的LINK口进行连接,难以实现军方对电子系统设计提出的可重构性的需求。FPGA可以用来实现接口转换功能,如果利用FPGA将基于电路交换的LINK口转换成基于包交换的其他形式的接口,就能在不改变硬件连接的基础上,实现DSP系统的重构。本文介绍了一种基于串行RapidIO技术的可重构的信号处理平台,并对其中核心的FPGA的逻辑设计进行了讨论。

I/O互联技术及体系结构的研究与发展

I/O互联技术及体系结构正在发生重大变革,相继涌现了一系列新兴高性能I/O互联技术,包括PCI Express、RapidIO、HyperTransport以及InfiniBand。该文对它们分别予以研究介绍,针对各自的体系结构、技术特性和应用领域,分别提出了一种合理的系统结构方案。并对这几种I/O互联技术的主要技术特性进行了简要而全面的比较,分析了I/O互联技术及体系结构的现状与发展趋势。

PCI转RapidIO桥的设计与实现

当前大量的处理器都支持PCI总线,为了将其通过RapidIO网络集群到一起,提出开发PCI转RapidIO桥的设计思想。介绍PCI总线与RapidIO网络技术,给出PCI转RapidIO桥在FPGA上的具体实现及其软件编程模型,结果证明,该设计能有效满足用户的应用需求。

基于FPGA实现的高速串行交换模块实现方法研究

采用Xlinx公司的Virtex5系列FPGA设计了一个用于多种高速串行协议的数据交换模块,并解决了该模块实现中的关键问题。该交换模块实现4X模式RapidIO协议与4X模式PCI Express协议之间的数据交换,以及自定义光纤协议与4X模式PCIExpress协议之间的数据交换,实现了单字读写以及DMA操作,并提供高速稳定的传输带宽。

基于RapidIO技术的网络交换板卡的设计与实现

为了满足新的信号处理平台使用RapidIO技术来进行重构的要求,实现DSP芯片在信号处理板之间和机箱之间的动态连接配置,提出了一种基于RapidIO的网络交换板卡的设计和实现方式。板卡使用TSI578交换芯片构成RapidIO交换机,来实现信号处理板和网络交换板之间的RapidIO数据包路由交换;使用千兆以太网和光纤来实现机箱间的互连;使用FPGA芯片来实现RapidIO和千兆以太网、光纤数据之间的协议转换。应用结果表明,利用该网络交换板能够很好的实现DSP芯片在板卡间与机箱间的互连重构。

宽带相控阵雷达高性能信号处理系统

宽带相控阵雷达的信号处理系统必须能在恶劣环境下快速处理超大带宽数据。为此,提出一种基于VPX总线标准的高性能信号处理系统。利用多种高速串行通信协议实现数据的灵活传输,采用现场可编程门阵列技术和PowerPC技术相结合的方式进行高性能数据处理。应用结果表明,该系统支持超大带宽和超大功率,可用于苛刻环境下的高速数据传输。

基于PowerPC的RapidIO高速串行通信设计与实现

提出了采用基于PowerPC架构的MPC8548E为主机的高速串行RapidIO实现方案,详细阐述了硬件设计要点和软件初始化流程,为以PowerPC为处理器的嵌入式操作系统实现设备间的高速互连提供了一套行之有效的解决方案。

基于串行RapidIO的嵌入式互连研究

RapidIO技术是一种点对点的基于包交换的交叉开关互连技术,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内部互连通信提供了良好的解决方案。简要介绍了Ra-pidIO的协议及关键技术,提出了基于串行RapidIO技术的嵌入式互连结构框架。以该框架结构为基础,介绍信号处理子系统-基于串行RapidIO的信号处理模块的设计。

RapidIO技术在高速信号处理系统中的应用

RapidIO具有传输速度高、可靠性强、灵活性好、实现复杂度低的优点,可广泛应用于高速、海量数据传输等应用中。针对FMCW SAR系统实时性要求高、数据量大、传输率高的需求,提出了基于Ra-pidIO的信号处理系统数据传输方案。该方案以TI的高性能多核DSP TMS320C6678和Xilinx的Virtex6系列FPGA为RapidIO的互连设备实现高速数据传输,设备之间采用四路单通道的数据传输方式。测试结果表明,数据传输速度接近理论极限速度。在实际工作状态下能够满足FMCW SAR信号处理系统的数据传输要求。

RapidIO并发静态路由枚举技术

新的作战对象和作战环境对现代雷达系统提出了新的挑战,需要具备同时多功能、复杂电磁环境对抗以及宽带成像和识别等能力。雷达系统数字化技术发展需要信号处理架构能够满足海量数据高速实时传输,并且运算节点可任意交换以及可重构能力。传输交换体系是构建大带宽、高密度计算实时处理系统关键技术。文中介绍了动态最短路径枚举路由技术,可实现基于RapidIO协议处理平台的全交换拓扑结构;提出了可提升传输带宽和平台并行处理能力的并发静态枚举路由技术,可实现处理平台的网状多链路并行全交换拓扑结构。

基于RapidIO的双主机节点嵌入式系统互联设计

分布式并行计算的发展对嵌入式系统互联技术提出了更高的要求,RapidIO可提供芯片间、板间的高性能互联,传输效率高于PCIE和千兆以太网。文中给出了一种基于RapidIO的双主机节点嵌入式系统互联的设计方案、硬件设计及其软件实现,并对系统功能和性能进行验证。验证结果表明,该系统性能稳定、可靠,并为新一代高性能嵌入式系统互联提供了良好的解决方案。

RapidIO互连技术研究及其模型验证

随着计算机技术的飞速发展,传统总线已远远无法满足目前和未来高性能计算机系统的I/O性能需求。介绍了一种新的基于包交换的I/O互连技术——RapidIO。通过介绍RapidIO协议规范以及将RapidIO和几种新兴高性能I/O互连技术(PCI Express等)的对比,指出了RapidIO在满足高性能计算机系统的I/O性能需求方面的优势,最后给出了RapidIO验证模型并对验证结果进行了分析。

基于龙芯2E的AMC处理器模块设计

介绍基于国产通用处理器的嵌入式高级夹层卡(AMC)处理器模块的设计和实现。该模块以龙芯2ECPU为核心,板卡设计符合AMC规范,可以直接应用于符合新型先进电信计算构架规范的计算机系统。模块配有适用于嵌入式系统互联的串行RapidIO接口,可以提供充足的有效带宽用于数据通信和系统配置。给出模块的芯片组设计和软件配置。

Research of Crossbar Switch of High Performance Network of Signal Processing System

The new type of embedded signal processing system based on the packet switched network is achieved. According to the application field and the-characteristics of signal processing system, the RapidIO protocol is used to solve the high-speed interconnection of multi-digital signal processor （DSP）. Based on this protocol, a kind of crossbar switch module which is used to interconnect multi-DSP in the system is introduced. A route strategy, some flow control rules and error control rules, which adapt to different RapidIO network topology are also introduced. Crossbar switch performance is analyzed in detail by the probability module. By researching the technique of crossbar switch and analyzing the system performance, it has a significant meaning for building the general signal processing system.

RapidIO传输性能测试分析研究

RapidlO是一种点对点的基于包交换的交叉开关互联技术，以其高带宽、低延时及高可靠性为高性能的嵌入式系统内部互联通信提供了良好的解决方案。该文设计了串行RapidlO的性能测试平台，在此基础上测试了FPGA上实现的串行RapidlO接口的实际传输性能，最后根据试结果分析了影响传输效率的因素。

高速遥感图像实时质量检测系统设计

为了实时检测遥感卫星图像数据解压缩后的质量以及数据传送的正确性，设计了一种遥感图像实时质量检测系统。系统由高速嵌入式处理机搭配高性能图形工作站组成，嵌入式处理机基于cPCI标准化硬件平台，由8块TS201DSP核心处理器进行并行处理，处理能力高达28．8GFLOPs；利用大容量Flash分布式存储技术进行实时数据的存储，存储容量768GB，存储带宽大于600Mbps；实验结果表明，该系统可以对传输速率高达120Mbps的遥感卫星图像进行实时的质量检测。

一种基于VPX总线的数据处理平台设计

本文提供了一种新型航电系统实时数据处理平台的设计方案。该平台基于VPX总线和飞思卡尔PowerPC双核处理器技术，采用RapidIO总线作为数据总线，千兆以太网作为控制总线，具有数据传输率高，运算能力强，可靠性高等优点。

Linux系统下PCIE to RapidIO桥驱动设计与实现

为了使X86架构的CPU能通过PCIE总线连接到Rapid IO系统中,利用PCIE to Rapid IO桥芯片Tsi721的硬件特性,在Linux操作系统下开发该芯片的驱动程序,实现了PCIE总线网络和Rapid IO总线网络的无缝对接。通过实际测试,验证了工作的正确性,并将此应用于某型号二次雷达显控终端中。

基于RapidIO的智能电网测控装置嵌入式总线的研究

随着智能电网的发展,数字化变电站被赋予了更多功能。电力测控装置作为数字化变电站的关键设备,也随之变得越来越复杂,而现有的嵌入式系统互联方式严重制约着系统的规模和数据流量。本文分析了RapidIO(高性能嵌入式互连技术)在嵌入式系统互联中的优势,并结合电力测控装置的结构提出了基于环形拓扑结构的RapidIO互联方案。测试数据表明,在小规模的系统互联应用中,基于RapidIO的智能电力测控装置具有通信速率高,扩展性强,安全性好,成本低等优点。