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通信原理基于创龙DSP+FPGA C665x,FPGA端基于Artix-7处理器简介

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通信原理基于创龙DSP+FPGA TMS320C665x,FPGA端基于Xilinx Artix-7处理器简介

1 DSP+FPGA TMS320C665x + Xilinx Artix-7开发板简介

Ø  集成TL665x-EasyEVM开发板(DSP端)+ TL-A7HSAD采集卡(FPGA端);

Ø  DSP端基于TI KeyStone C66x多核定点/浮点DSP TMS320C665x,单核TMS320C6655和双核TMS320C6657管脚pin to pin兼容,FPGA端基于Xilinx Artix-7处理器;

Ø  TMS320C665x主频为1.0/1.25GHz,单核运算能力高达40GMACS和20GFLOPS,包含2个Viterbi协处理器和1个Turbo协处理解码器,每核心32KByte L1P、32KByte L1D、1MByte L2,1MByte多核共享内存,8192个多用途硬件队列,支持DMA传输;

Ø  FPGA芯片为XC7A100T-2FGG484I,逻辑单元101K个,DSP Slice 240个;

Ø  FPGA采集卡支持双通道250MSPS*12Bit高速高精度ADC,一路175MSPS*12Bit高速高精度DAC,满足多种数据采集需求,同时支持CameraLink输入输出、VGA输出等拓展模块;

Ø  DSP开发板支持千兆网口,可接工业网络摄像机,同时支持uPP、EMIF16、I2C、SPI、UART、McBSP等常见接口;

Ø  开发板DSP端与FPGA端通过I2C、PCIe、SRIO等通讯接口连接,其中PCIe、SRIO每路传输速度最高可达到5GBaud。

 



图 1 开发板正面图

 

广州创龙基于TI设计的TL665xFI-EasyEVM是一款DSP+FPGA高速大数据采集处理架构,适用于高端图像处理、高速大数据传输和音视频等大数据采集处理领域。

此设计通过I2C、PCIe、SRIO等通信接口将DSP开发板和FPGA采集卡结合在一起,组成DSP+FPGA架构,实现了需求独特、灵活、功能强大的DSP+FPGA高速数据采集处理系统。

DSP和FPGA可以独立开发,互不干扰。其中DSP开发板使用核心板+底板形式,SOM-TL665x核心板引出丰富的资源信号引脚,客户只需要专注上层运用,降低了开发难度和时间成本。FPGA采集卡提供工业级高速数据传输PCIe x4接口,串行高速输入输出GTP总线通过HDMI接口提供稳定、可靠的高速传输能力,还引出丰富的IO接口,为产品搭建提供极大的便利。

提供丰富的Demo程序,包含DSP开发例程、DSP与FPGA通信例程、FPGA开发例程,全面的技术支持,协助客户进行底板设计和调试以及多核软件开发。

2 DSP+FPGA TMS320C665x + Xilinx Artix-7典型运用领域

ü  数据采集处理显示系统Telecom Tower:远端射频单元(RRU)

ü  高速数据采集和生成

ü  高速数据采集处理系统

ü  高端图像处理设备

ü  高端音视频数据处理

ü  通信系统

3 DSP+FPGA TMS320C665x + Xilinx Artix-7通讯原理

Ø  前端由FPGA采集数据(AD或视频),数据通过PCIe、SRIO、I2C等通信接口传输到DSP;

Ø 数据被DSP处理之后,可用于数据对比和分析、网络转发、SATA硬盘存储等应用;

Ø DSP根据处理结果,将得到的逻辑控制命令送FPGA,由FPGA控制板载DA实现逻辑输出,更新速率175MSPS。

硬件框图

 图6 开发板硬件框图

 

(1)高速数据采集前端部分由FPGA同步采集两路AD模拟输入信号,可实现对AD数据进行预滤波处理,AD采样率最高可达250MSPS。另外一路DAC可输出任意幅值和任意波形的并行DA数据,更新速率175MSPS。

(2)高速数据传输部分由I2C、PCIe、SRIO等通信接口构成。大规模吞吐量的AD和DA数据,可通过SRIO和PCIe接口在DSP和FPGA之间进行高速稳定传输;DSP对FPGA进行逻辑控制和进行中等规模吞吐量的数据交换,同时可通过I2C对FPGA端进行初始化设置和参数配置。

(3)高速数据处理部分由DSP核和算法库构成。可实现对AD和DA数据进行时域、频域、幅值等信号参数进行实时变换处理(如FFT变换、FIR滤波等)。

(4)视频采集、输出拓展部分由CameraLink输入输出模块、VGA输出模块、千兆网等部分构成。接口资源丰富,方案选择灵活方便,是高端图像处理系统的理想选择。

4 DSP+FPGA TMS320C665x + Xilinx Artix-7硬件参数

 

表 1 DSP端硬件参数

CPU

单核TMS320C6655/双核TMS320C6657,主频1.0/1.25GHz

ROM

128/256MByte NAND FLASH

64Mbit SPI NOR FLASH


RAM

512M/1GByte DDR3

EEPROM

1Mbit

SENSOR

1x TMP102AIDRLT,核心板温度传感器,I2C接口

B2B Connector

2x 50pin公座B2B,2x 50pin母座B2B,间距0.8mm,合高5.0mm;

1x 80pin高速B2B连接器,间距0.5mm,合高5.0mm,共280pin,信号速率最高可达10GBaud

LED

2x供电指示灯(核心板1个,底板1个)

5x用户指示灯(核心板2个,底板3个)


KEY

2x复位按键,包含1个系统复位和1个软复位

1x NMI按键


1x用户按键


SRIO

1x SRIO,四端口四通道,每通道最高通信速率5GBaud

PCIe

1x PCIe Gen2,单端口双通道,每通道最高通信速率5GBaud

HyperLink

1x HyperLink,最高通信速率40GBaud,KeyStone处理器间互连的理想接口

IO

2x 25pin IDC3简易牛角座,间距2.54mm,含uPP、EMIF16拓展信号

2x 25pin IDC3简易牛角座,间距2.54mm,含McBSP、SPI、TIMER、GPIO等拓展信号


UART

1x UART0,Micro USB接口,提供4针TTL电平测试端口

1x UART1,DB9接口,提供6针TTL电平测试端口


Ethernet

1x SGMII,RJ45接口,10/100/1000M自适应

JTAG

1x 14pin TI Rev B JTAG接口,间距2.54mm

FAN

1x FAN,12V供电,间距2.54mm

BOOT SET

1x 5bit拨码开关

SWITCH

1x电源开关

POWER

1x 12V 2A直流输入DC417电源接口,外径4.4mm,内径1.65mm

备注:广州创龙SOM-TL6655、SOM-TL6657核心板在硬件上pin to pin兼容。

 

表 2 采集卡硬件参数

FPGA

Xilinx Artix-7 XC7A100T-2FGG484I

ROM

256Mbit SPI NOR FLASH

RAM

512M/1GByte DDR3

EEPROM

2Kbit

LED

1x供电指示灯

1x PRG状态灯


3x用户指示灯


KEY

1x复位按键

1x PRG REESET按键


2x用户按键


ADC

双通道,量程0~8.5V,12bit,最高250MHz采样率,LVDS信号输出

DAC

175MHz,12bit,最大输出电流5mA

XADC

1x XADC双通道,12bit,1MHz,1.0Vp-p

PCIe

1x PCIe Gen2,单端口双通道,每通道最高通信速率5GBaud

GTP

1x GTP,双通道,每通道最高速率5GBaud,通过HDMI座引出

IO

2x 48pin欧式连接器,GPIO拓展

1x I2C,通过HDMI座引出


Ethernet

1x GMII,RJ45接口,10/100/1000M自适应

UART

1x UART,Micro USB接口,提供4针TTL电平测试端口

JTAG

1x 14pin JTAG接口,间距2.0mm

BOOT SET

1x 2bit拨码开关

SWITCH

1x电源开关

POWER

1x 12V 2A直流输入DC417电源接口,外径4.4mm,内径1.65mm

 

5 DSP+FPGA TMS320C665x + Xilinx Artix-7软件参数

 

表 3

DSP端软件支持

裸机、SYS/BIOS操作系统

CCS版本号

CCS5.5

软件开发套件提供

MCSDK

Vivado版本号

2015.2

 

6 DSP+FPGA TMS320C665x + Xilinx Artix-7开发资料

(1)        提供核心板引脚定义(DSP端)、可编辑底板原理图、可编辑底板PCB、采集卡原理图、芯片Datasheet,缩短硬件设计周期;

(2)        提供丰富的Demo程序,包含DSP开发例程、DSP与FPGA通过PCIe、SRIO、I2C通信例程、FPGA开发例程;

(3)        提供丰富的平台开发包、入门教程,节省软件整理时间,上手容易;

部分开发例程详见附录A,开发例程主要包括:

Ø  裸机开发例程

Ø  SYS/BIOS开发例程

Ø  多核开发例程

Ø  FPGA开发例程


9 DSP+FPGA TMS320C665x + Xilinx Artix-7产品订购型号

 

表 9 SOM-TL665x核心板型号

型号

CPU主频

NAND   FLASH

DDR3

温度级别

SOM-TL6655-1000-1GN4GD-I

单核1.0GHz

128MByte

512MByte

工业级

SOM-TL6655-1000-1GN8GD-I

单核1.0GHz

128MByte

1GByte

工业级

SOM-TL6657-1000-1GN4GD-I

双核1.0GHz

128MByte

512MByte

工业级

SOM-TL6657-1000-1GN8GD-I

双核1.0GHz

128MByte

1GByte

工业级

 

表 10 TL-A7HSAD采集卡型号

型号

FPGA型号

NOR FLASH

DDR3

温度级别

TL-A7HSAD-100T-256MN4GD-C

XC7A100T

256Mbit

512MByte

商业级

TL-A7HSAD-100T-256MN8GD-C

XC7A100T

256Mbit

1GByte

商业级

备注:标配为SOM-TL6655-1000-1GN4GD-I和TL-A7HSAD-100T-256MN4GD-C,其他型号请与相关销售人员联系。

10 DSP+FPGA TMS320C665x + Xilinx Artix-7开发板套件清单

 

表 11

名称

数量

TL665x-EasyEVM开发板(含核心板)

1块

TL-A7HSAD采集卡

1块

TL-PCIe-TC转接板

1块

12V2A电源适配器

1个

12V6A电源适配器

1个

资料光盘

2套

Micro USB数据线

2条

直连网线

2条

HDMI线

2条

RS232交叉串口母母线

1条

USB转RS232串口线

1条

SMA连接线

4条

跳线帽

2个

金属固定架

1个

金属挡板

2片

散热片

1片

风扇

1个

 

11 DSP+FPGA TMS320C665x + Xilinx Artix-7技术支持

(1)        协助底板设计和测试,减少硬件设计失误;

(2)        协助解决按照用户手册操作出现的异常问题;

(3)        协助产品故障判定;

(4)        协助正确编译与运行所提供的源代码;

(5)        协助进行产品二次开发;

(6)        提供长期的售后服务。

12 DSP+FPGA TMS320C665x + Xilinx Artix-7增值服务

l  主板定制设计

l  核心板定制设计

l  嵌入式软件开发

l  项目合作开发

l  技术培训