VPX 总线技术路线图
最近接到不少 VPX 总线技术发烧友的邮件与电话咨询该总线相关的技术,为方便大家更全面的了解与掌握此技术,从本日起,每一周会在此发布一些全球最新的的技术与产
品。请大家保持关注。
主要介绍的核心内容:
.VME 总线的发展历史
.VPX 总线的技术革新
.VPX 总线的主板、背板信号、交换板设计原理
.VPX 总线在防务与航空系统上的应用
.全球领先的 VPX 总线产品与系统介绍
今天首先给大家献上的是 VPX 的基础核心总线与技术路线图的介绍 。
VME 总线到 VPX 总线的发展过程:
最后来一张最新一代高速串行总线技术 VPX 背板的实物图:
看了以上的产品路线图后,相信大家都明白为什么会出现 VPX 及其由来了。新型的 VPX(VITA46)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
是最重要的改进。安装增加背板带宽,集成更多的 I/O,扩展了强大的格式布局。
目前,VME64x 已经不能满足国防和航空航天领域 越来越高的性能要求与更为恶劣环境下的应用。许多应用,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。急需一种新体制总线,替代现有 VEM64x 总线,以提高系统传输带宽。
传统 VEM 与 VPX 性能比较:
1.VPX 标准概述:
•VITA 46.0 VPX Base Standard
•VITA 46.1 VMEbus Signal Mapping on VPX
•VITA 46.3 Serial RapidIO™ on VPX
•VITA 46.4 PCI Express on VPX Fabric Connector
•VITA 46.5: Hypertransport on VPX Fabric Connector
•VITA 46.6: Gigabit Ethernet on VPX Fabric Connector
•VITA 46.7 Ethernet on VPX Fabric Connector
•VITA 46.8: Infiniband on VPX Fabric Connector
•VITA 46.9 XMC/PMC/GbE Signal Mapping to 3U/6U on
•VITA 46.10 Rear Transition Module on VPX
•VITA 46.11 System Management on VPX
•VITA 46.12 Fibre Optic Interface on VPX
• VITA 46.20 VPX Switch Slot Definition
VITA46 基础标准由 VITA46.0(基础协议)和 VITA46.1(VME 连接)描述,也称 VPX,并成功地于 2006 年一月引入。现在已经成为美国国家标准化组织正式批准的标准,
且已经成功应用在美军 F-18,F16 战斗机。
1.1 VPX 高速串行总线
VPX 总线最重要技术变化:
1)采用了高速串行总线替代并行总线的技术,
2)采用了 RapidI/O 和 Advanced Swithching interconnect
3)PCI-Express 的高性能接口技术
4)强大的 I/O 能力
5)高性能网络 1/10Gbe 交换等现代工业标准的串行交换结构,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。
交换结构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 是一个串行转换结构,他利用现有的 VME-64 背板链接嵌入式多
处理器。可是,VME64X 接口的物理特性限制限制了它将来的发展。在 VITA46
开发以前,雷达系统开始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结构,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。
2..VPX 3U 主板与 6U 主板结构尺寸图:
3U 结构图
VPX 实物结构图详解
6U 结构图
VPX 背板与接插件信号定义
RT2 Signal
Mapping
1.VITA 46.0 Define the same signal mapping from P1 to P6
2.It’s different when different application
Serial Rapid IO Mapping