Специализированное оборудование цифровой обработки сигналов
Задача:
Заказчику требовалось оборудование для ввода и обработки в реальном масштабе времени широкополосных радиосигналов. Предлагаемое на рынке оборудование такого типа не соответствовало требованиям клиента.
К устройствам ЦОС клиентом предъявлялись следующие требования:
- возможность оптимизации архитектуры и высокая скорость обработки сигнала;
- программное управление потоками данных в реальном масштабе времени;
- прием и цифровая фильтрация до 20-ти каналов цифровых данных или 4-х широкополосных каналов аналоговой информации;
- масштабирование ресурсов обработки данных;
- модификации для работы в составе промышленного компьютера на шине PCI и для автономной работы по протоколу TCP/IP в сетях стандарта Ethernet 10/100.
Решение:
Разработаны и изготовлены устройства цифровой обработки сигнала, соответствующие требованиям заказчика.
Специализированная аппаратная платформа на базе FPGA Virtex, DSP TigerSharc, RISC 3081. Средства разработки -VHDL logic synthesis, Analog Device Visual DSP++3.5, Ethernet/fast Ethernet 803.2, Jungo windriver. Модификация устройства для установки на шину PCI состоит из модуля ЦОС и субмодуля.
Функции приема, обмена управляющей информацией с источником данных и предварительная фильтрация выполняются Субмодулем. Модуль ЦОС обеспечивает вторичную цифровую обработку данных. В качестве узла обработки используется DSP TigerShark TS 201 600MHz (Analog Devices).
Модуль ЦОС поддерживает протоколы стандартных программно/аппаратных интерфейсов, выполняя:
- Полнодуплексный асинхронный обмен данными и управляющей информацией с HOST-ЭВМ по интерфейсу Ethernet 10/100.
- Асинхронный обмен данными и управляющей информацией с HOST-ЭВМ по интерфейсу PCI с производительностью не менее 50Мбайт/сек.
- Полнодуплексный асинхронный обмен данными и управляющей информацией HOST-ЭВМ по интерфейсу RS-232.
Загрузку пользовательских программ из HOST-ЭВМ в оперативную и постоянную (Flash) памяти модуля c использованием интерфейсов Ethernet 10/100 и PCI.
Коммутацию данных внутри модуля ЦОС выполняет ПЛИС XC2V1000 (Xilinx), что позволяет гибко изменять состав устройства ЦОС с разными типами Субмодулей и модулей ЦОС.
Сихронизация и обмен данными между модулями системы ЦОС выполняется Линк-портами с производительностью до 1 Гбайта/сек каждый.