高速信号采集处理板

1.1  采集板介绍

本板卡为高速信号采集处理板。采集板负责对外部信号的采集，并对所采集的信号进行处理，并通过专用高速接口传输到存储板。板上集成了2通道高速AD采集芯片、2通道低速AD采集芯片，板载1颗大容量FPGA，一颗DSP6455以及一个千兆网口，一个CPCI接口。外部信号采集采用E2V公司的高速采集芯片，采集位宽为10bit，其最大采集率可以达到2Gsps。

1.1.1  系统原理框图

采集板系统原理框图

1.1.2  主要功能实现方式

1.1.2.1  ADC

高速ADC采集芯片采用高性能E2V公司的高速10bit 2GSPSADC器件。ADC的输入采用电容交流耦合输入，全功率输入带宽可以到900MHz，对外接口为SMA插座，50欧姆输入阻抗。ADC输出为并行LVDS信号，直接与FPGA连接。

1.1.2.2  FPGA芯片

采集板需要将采集到的大于20Gbit/s的数据分发到各个存储板，就需要有专用高速通信接口。该板卡选用了XILINX的VIRTEX5系列的FPGA，它的高速串行收发器，单通道速度可以达到3.125Gbit/s，我们有5张存储板，每张板子2个高速通道，完全满足20 Gbit/s的传输要求，使用XC5SX95T芯片，内部集成了488个18Kb BRAM，244个36K BRAM,RAM资源完全可以满足资源需要，16通道高速接口，完全满足5张存储板，每张存储板2通道的要求。

1.1.2.3  千兆网络

TI公司的DSP6455具有千兆网接口，我们采用做为网络协议控制芯片，通过DSP6455完成千兆网的功能。

1.1.2.4  cPCI接口

DSP6455同时也具有PCI接口，但是是32位宽对数据上传数据影响较大，所以选用了PCI9656桥芯片做PCI接口的工作，PCI9656直接与FPGA通信，也提高了效率。

1.1.2.6  实时时钟

我们会在FPGA上挂接一个实时时钟芯片，可以通过FPGA配置和读写实时时钟，修改和读取时钟基准。

1.1.2.7  采集时钟

采集时钟采用外部的高稳点频源提供时钟。稳定度达0.3ppm

1.1.2.8  命令操作

采用DSP6455处理器，并增加DSP外围器件配置，挂接一些存储器件用于运行程序使用；需要挂接DDR2 SDRAM、FLASH和FRAM存储器。

1.1.2.9  扩展接口

采用FPGA的IO口扩展40路LVDS扩展接口。可以扩展AD采集或者DA回放芯片，方便扩展其他功能。