普力锐达 Open VPX
嵌入式平台解决方案提供商

基于OpenVPX实现不同的数字雷达系统

作者:Plytech

VPX(VITA 46)是VITA标准机构新推出的COTS标准。VITA的成员创建VPX是为了满足将串行RapidIO、千兆以太网(GigE)、PCI Express等高速传输网络连接到两个或多个6U或3U欧洲卡模块之间的需求,这些模块面向军事和航空航天(Mil/Aero)市场。

OpenVPX是一个系统定义标准,由一个独立的委员会创建,该委员会被授权进行推广VPX标准,并在系统级提供建议和规范。它现在由VITA 65工作组监督。openVPX通过为模块、背板和底盘兼容性定义一个标准规程来优化供应商的互操作性。该标准还指定了一组开发流程。这有望消除单个规范组编写的规范与其他规范相冲突的问题。

OpenVPX确保应用层pin分配不会干扰夹层输入和输出(I/O),控制层pin分配,或更新的VITA规范,使多个板供应商更容易创建可互操作的模块和系统。

OpenVPX定义了四种概要文件类型:槽、模块、底板和底盘。因为互操作性从模块级开始,所以基本概要文件是插槽概要文件。槽配置文件有层(类型、数量和大小)和用户定义的引脚的基本定义。背板配置文件定义了插槽配置文件的连接方式。底盘配置文件添加机械规范、输入电源和槽号来指定底盘。

最后,模块概要文件定义了模块供应商如何将特定的fabric应用于槽概要文件,以及基本模块特性的定义。使用这四个OpenVPX概要文件,集成商可以将不同的VPX供应商模块、底板和底盘合并到一个系统中。

这个定义方法的基础是如何定义针脚。在OpenVPX中,管道包括由差动对组成的连接。例如,超薄管(UTP)是VPXMulti-Gig连接器上的两个差分对或四个连接。一个细管(TP)是四个差分对,一个粗管(FP)是八个微分对。FP分组扩展为双FatPipe (DFP)、Quad Fat Pipe (QFP)和OctaFat Pipe (OFP),以描述所需的最大带宽。

层是使用管道的通信的类型。例如,根据配置文件定义,如果一架飞机在UTP上有1.0代PCIe组件,这将等于PCIe在2.5 gb /s双工环境下的一个lane (x1)。或者,使用以太网,UTP可以是1000Base-BX, TP可以是1000Base-T, FP可以是10gbase - k4或XAUI。在OpenVPX中,平面被定义为模块之间可互操作的数据连接。

如图所示为OpenVPX的一种6U 16槽背板。这种6 u16槽剖面是扩展平面的一个例子。图中还显示了各应用层,它包含供电、接地和信号总线。控制层提供用户应用程序与应用层之间的交互,以获得可靠性、可用性和可服务性功能。

数据层由典型的高带宽、低延迟管道组成,这些管道专门用于系统级的大数据传输。在此基础上,每一个层都可以进行优化。雷达系统需要数据层上的低延迟、高带宽连接。网状和集中交换架构各有相应的优缺点,选用哪种架构取决于需要实现何种功能的雷达。然而,快速大容量的数据流有利于波束形成功能的实现。

OpenVPX的出现及其灵活的、弹性的体系结构使军用装备可以使用大量商用货架产品,从而实现雷达系统总拥有成本(TCO)的优化。基于这个新标准实现的ESA雷达系统充分利用了嵌入式社区的低成本优势,避免了使用专用设计或使用第三方专有系统产品带来的高成本。

基于OpenVPX系统的商用货架产品可以满足大多数任务需求,并可以通过简化系统模块实现尺寸、重量和功耗(SWaP)的优化。这就利用了摩尔定律,使得同样的任务可以随着时间的推移而不断更新系统模块,达到节约更新成本的目的。

此外,通过对这些新模块上的数据流进行重新编码,系统设计人员可以很容易地更改系统功能和数字化水平。这使得设计人员可以不改变整体硬件的情况下通过部分更换模块实现系统功能的提升。因此,成本优化,功耗优化和功能升级可以通过部署基于openvpx的系统来实现,且成本低廉。




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