PCIe資料卡設計資料第611篇-基於VU9P的雙路5Gsps AD 雙路6Gsps DA PCIe資料卡

hexiaoyan920 發表於 2022-01-25

基於VU9P的雙路5Gsps AD 雙路6Gsps DA PCIe資料卡

PCIe資料卡設計資料第611篇-基於VU9P的雙路5Gsps AD 雙路6Gsps DA PCIe資料卡 

一、板卡概述

    基於XCVU9P的5Gsps AD DA收發PCIe板卡。該板卡要求符合PCIe 3.0標準,包含一片XCVU9P-2FLGA2014I、2組64-bit/8GB DDR4、2路高速AD, 2路高速DA,支援外觸發,外時鐘。板卡工作溫度範圍0到60℃,板卡設計加工包含散熱裝置,支援伺服器風冷散熱。軟體包括介面測試軟體,支援甲方應用開發。

二、硬體組成

2.1 板卡邏硬體圖如圖所示:

PCIe資料卡設計資料第611篇-基於VU9P的雙路5Gsps AD 雙路6Gsps DA PCIe資料卡

 

 2.2功能指標

  •   (1)主晶片使用XCVU9P-2FLGA2014I 工業級晶片,AD使用EV10AQ190A 2片, DA使用AD9162 2片。
  •   (2)板卡符合PCIe 3.0規範,採用x16模式硬體設計,理論頻寬高達64Gbps,支援PCIex8模式使用,在Linux系統下測試速率可達5000MByte/s。
  •   (3)2路AD輸入,支援-250mV~250mV單端輸入,交流耦合 50歐姆阻抗,最高轉換速率5GSPS;SMA介面。實際工作速率是4Gsps。
  •   (4) 2路DA輸出,支援-200mV~200mV單端輸出,交流耦合 50歐姆阻抗,最高轉換速率6GSPS;SMA介面。實際工作速率 都是6Gsps。
  •   (5)板載10MHz 時鐘,通過時鐘晶片配置輸出,給FPGA,AD,DA晶片工作。
  •   (6)外部參考時鐘輸入1路:外部輸入10MHz時鐘給時鐘晶片作為參考,單端訊號,LVTTL電平,和板載時鐘二選一,給時鐘晶片。聯結器為SSMC(推薦型號:SSMC-JYWHD)。
  •   (7)同步訊號輸入,電平LVTTL,接入時鐘生成晶片;SSMC介面。
  •  (8)支援1路QSFP28光纖介面,最高支援4X 25Gbps,可用於100G乙太網開發應用。
  •  (9)板載兩組64-bit DDR4,每組總容量支援4GB,可穩定工作於1200MHz(2400MT/s)。
  •   (10)一片BPI Flash 用於程式配置 ,1片SPI x4 NorFlash,可用於引數儲存。
  •   (11)外接FPGA JTAG除錯介面。
  •   (12)14個GPIO備份使用,四個LED指示燈,四個使用者按鍵。
  •  (13)JTAG除錯口位於板卡上邊沿,方便板卡插入機箱後除錯使用。
  •   (14)板卡結構 全高PCIe標準卡,長度控制在2/3全長以內,加散熱板,機箱風冷散熱,提供前面擋板。
  •   (15)板卡工作溫度範圍 0到+60℃。
  •   (16)板卡供電12V(±10%), PCIe槽位可單獨供電,也可單獨使用外接電源;典型功耗75W。

三、軟體內容

    本板卡開發軟體主要完成硬體的介面測試、程式載入。主要為FPGA配置程式的載入測試,引數儲存Flash的讀寫測試,DDR4的讀寫測試,AD DA 時鐘配置,資料接入測試,GPIO測試。本測試說明書使用到的軟體包括:

(1)FPGA軟體開發工具Vivado2018.3 , Verilog語言開發,執行在 Linux系統的PC機下;

(2)介面軟體內容包括如下:

  •   ●  板卡硬體測試;
  •   ●  Flash載入測試程式碼;
  •   ●  DDR4測試程式碼,兩組同時工作、單獨工作;
  •   ●  AD、DA、時鐘配置及採集介面程式測試(DA的Jesd204B IP使用Xilinx預設版本);
  •   ●  PCIe3.0 x8模式XDMA測試,包含FPGA程式碼,在 Linux系統的PC機下的驅動;
  •   ●  觸發訊號測試程式碼;
  •   ●  其它GPIO測試程式碼。

以上程式提供測試用例,測試方法,測試報告及使用說明書

(備註:甲方提供軟體測試驗收的伺服器,以保證後續使用的相容性)

四、交付資料

(1)硬體內容

硬體板卡1塊,帶散熱板。

(2)軟體內容

  •   ●  DDR測試程式碼;
  • ●  AD、DA、時鐘配置及資料接入輸出參考程式碼;
  • ●  PCIe XDMA FPGA及上位機測試程式碼(支援Linux);
  • ●  光纖 ibert測試
  • ●  GPIO測試程式碼;
  • ●  程式下載配置參考程式碼。

  (3) 電子版文件

  • ●  板卡pdf格式的電子版原理圖(不含電源)
  • ●  板卡硬體使用及測試說明書


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