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标题: VXS总线在雷达信号处理系统的应用 [打印本页]

作者: 520503 时间: 2013-10-31 22:53 标题: VXS总线在雷达信号处理系统的应用

关键字：信号处理 VXS总线 GE智能平台
　　随着现代军事技术的不断发展，人们对信号处理机系统如雷达、声纳、图像处理系统的要求日益提高。新一代信号处理机系统应具备以下特点：

　　（1）       高速数据处理能力，能够完成复杂信号处理算法；

　　（2）       采用高速串行交换架构，满足高速数据传输要求；

　　（3）       高度系统集成架构，提高系统性能；

　　（4）       开放式体系结构，通用化模块设计，便于系统维护和升级

　　（5）       高可靠性，支持冗余设计

　　高性能的GE智能平台 VXS总线系统架构，是高速计算原型机的理想平台，能够帮助用户实现高速数据采集，分布式高性能数据处理等相关工作。GE智能平台VXS开发平台系统集

成了多款GE智能平台信号处理板卡，背板具备高速数据吞吐能力，可提供高速数据采集功能，实现了多处理器计算和高速数据交换架构，具备了高性能数字信号处理能力。

　　VXS开发平台系统集成度高，具备了良好的集成开发环境。集成软件为高速处理原型系统设计提供了简单、快捷、灵活的途径；同时也为将来系统扩展的复杂性、兼容性做到了充分的考虑。
VXS总线
　　VXS（VMEbus Switched Serial Standard,VITA 41标准）总线是在传统的VME总线基础上发展而来的。VME总线是一种支持多处理器模块的共享并行背板总线，被广泛应用于军事、航天和工业控制等领域。随着当今应用对数据处理和交换能力日益增长的需求，VME总线的数据交换能力已经成为系统性能提升的主要瓶颈之一。

　　VXS总线为了解决数据传输的瓶颈，还能够支持传统的VME板卡，就在P0连接器上引入了串行差分数据传输技术，如Infiniband、千兆以太网、串行Rapid IO、PCI Express等。

　　VXS定义了负载模块和交换模块两种类型，如图1。模块仍然是标准6U结构。

　　图1 VXS负载模块和交换模块

　　负载模块保留了传统的P1和P2连接器接口，仍然支持标准VME总线；新增了RT2 P0连接器，利用串行差分数据传输技术，传输高速数据。没有P0的VME模块也可以插在VXS机箱内工作。

　　交换模块完全取消了原有的P1和P2连接器，使用支持串行差分数据传输的RT2 P2 ~ P5连接器和单端信号的RT2 P1连接器。

　　负载模块和交换模块支持高速串行数据交换架构，如图2。每块负载模块有2路x4串行通道分别连接2个交换模块，实现了双冗余容错通信架构，极大提高系统的可靠性。

　　图2 单星和双星拓扑结构

北约MEADS火控雷达系统采用VXS总线
　　2010年8月中程增程防空系统（MEADS）完成了最终的关键设计评审，美国、德国和意大利预计将在10月达成小批量生产决议。其中的火控雷达硬件使用了GE智能平台的VXS总线产品，包括DSP220 VXS多处理器主板和CRX800 VXS 22端口串行RapidIO交换机。

　　实际上MEADS并不是北约一个新的军事计划，从这个计划提出到如今完成设计评审已经超过十年了。最初的雷达系统设计使用VME总线，在这十几年中总线技术不断发展，但对军事系统来说很难改变最初的设计。如何利用最先进的技术，而又能够让以往的研究成果继续发挥作用。VXS总线以升级而非革命性变革的方式提供给用户，它使系统既保持了和传统VME总线的兼容，又能够实现高速的串行数据传输。

　　图3 北约MEADS防空系统

　　在火控雷达信号处理系统中，使用了16片DSP220用于雷达信号数据处理，1片PPCM2单板计算机控制数据分配任务，1片千兆以太网交换机GBX24用于网络互连，2片CRX800提供sRIO数据交换。

　　图4 GE智能平台VXS多处理器系统MEADS

　　上图所示系统使用16块DSP220和2块CRX800实现了多达64个Freescale 8641 CPU 节点的信号处理系统，系统的浮点处理能力达到512GFLOPS 。各节点之间使用x4 sRIO通道互联，总数据吞吐率可达到双向400Gb/s 。

　　对于如此复杂的多

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