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日志

PCIe 卡设计原理图:383-基于kintex UltraScale XCKU060的双路QSFP+光纤PCIe 卡

已有 313 次阅读2024-2-19 17:24 | 光纤PCIe 卡, 高速信号处理, 光纤加速计算


一、板卡概述 
      本板卡系我司自主研发,基于Xilinx UltraScale Kintex系列FPGA  XCKU060-FFVA1156-2-I架构,支持PCIE Gen3 x8模式的高速信号处理板卡,搭配两路40G QSFP+接口,两组64-bit DDR4,每组容量2Gbyte,可稳定运行在2400MT/s。板卡具有自控上电顺序,BPI模式快速程序加载,支持板内/板外两种系统时钟接入模式等特点,设计满足工业级要求。本卡可用于高速信号处理。 
 
二、功能和技术指标: 
板卡功能
参数内容
主处理器
XCKU060-FFVA1156-2I

板卡标准

PCI EXPRESS CARD SPECIFICATION, 

电气规范

PCIe3.0版本

板载缓存

两组DDR4, 64-bit,每组容量2GByte@1200MHz/s;可定制 焊接,每组容量8GB;512Mb Qspi NorFlash

加载Flash

一片BPI x16 NorFlash,容量1Gb,用于系统配置程序存储

高速接口

两路QSFP+,支持40Gbps传输速率

低速接口

支持16对LVDS接口,32个LVCOMS33信号;1路 uart-Usb 接口

板卡尺寸

222.8*111.15

板卡重量

(含散热片)

板卡供电

DC +12V±10%, 2.5A

板卡功耗

30W

工作温度

Industrial  -20℃到+65℃

三、接口测试软件: 


板卡功能
参数内容

主处理器

XCKU060-FFVA1156-2I

软件版本

Vivado2017.4

编程语言

Verilog

板卡接口测试程序

DDR测试、光纤测试、PCIe IO模式测试

板卡接口应用程序

PCIe V3.0 XDMA 测试FPGA程序;Windows 7,Linux驱动程序

四、应用领域
    光纤加速计算

五、数据传输软件定制

      ORI383 是一款双路QSFP+光纤转接卡,可以实现八路高速10G光纤接口的数据转换到PCI-E X8总线上,接口协议采用PCI-E3.0,最高可以实现6GB/s的传输速率。FPGA采用  XCKU060-FFVA1156,提供两组64-bit DDR4,每组容量2Gbyte,可稳定运行在2000MT/s。针对此板卡,提供专用的逻辑,这些逻辑经过了专业的测试:
PCI-E DMA 逻辑:
● 单物理通道DMA逻辑:主要完成数据写到计算机内存。
● 双物理通道DMA逻辑:主要完成数据写到计算机内存。
● 离散DMA包逻辑:提供计算机内存链表管理,满足计算机大内存池应用,可以2GB以上。
● 多通道内存管理逻辑:
      4通道内存管理逻辑:一组64位内存实现四组可同时读写的内存应用,可以实现四通道数据写入到计算的内存,形成四个文件,实现类似四通道的大FIFO可同时读写。可与一通道DMA逻辑进行匹配。
多通道内存与DMA收、发自由匹配:
      板卡上具备两通道64位DDR4物理内存,可以形顾两个四组大FIFO的内存,可以与DMA进行匹配,形成DMA接收数据4通道与DMA发送数据4通道同时进行,即全双功功能。同样,也可以形成DMA意向8通道数据收或单向发。

● 光纤数据实时存储
● ORI383板卡,可匹配高速数据落盘功能。可能实现5GB/s的性能。
● 可以实现多个文件同时写盘。
● 可以实现对文件进行管理。
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