1 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標准,包含一片XCVU9P-2FLGA2014I、2組64-bit/8GB DDR4、2路高速AD, 2路高速DA,支持外觸發,外時鍾。板卡工作溫度范圍0到60℃,板卡設計加工包含散熱裝置,支持服務器風冷散熱。軟件包括接口測試軟件,支持甲方應用開發。
2 硬件組成
2.1 板卡邏硬件圖如圖所示:
2.2功能指標
1) 主芯片使用XCVU9P-2FLGA2014I 工業級芯片,AD使用EV10AQ190A 2片, DA使用AD9162 2片。
2) 板卡符合PCIe 3.0規范,采用x16模式硬件設計,理論帶寬高達64Gbps,支持PCIex8模式使用,在Linux系統下測試速率可達5000MByte/s。
3) 2路AD輸入,支持-250mV~250mV單端輸入,交流耦合 50歐姆阻抗,最高轉換速率5GSPS;SMA接口。實際工作速率是4Gsps。
4) 2路DA輸出,支持-200mV~200mV單端輸出,交流耦合 50歐姆阻抗,最高轉換速率6GSPS;SMA接口。實際工作速率 都是6Gsps。
5) 板載10MHz 時鍾,通過時鍾芯片配置輸出,給FPGA,AD,DA芯片工作。
6) 外部參考時鍾輸入1路:外部輸入10MHz時鍾給時鍾芯片作為參考,單端信號,LVTTL電平,和板載時鍾二選一,給時鍾芯片。連接器為SMA(推薦型號:SMA-KWHD)。
7) 外部時鍾輸出1路:板載時鍾芯片提供一路輸出給外部,單端輸出,SMA輸出。
8) 同步信號輸入,電平LVTTL,轉換為LVDS信號后接入FPGA全局時鍾;SMA接口。
9) 支持1路千兆以太網口。
10) 板載兩組64-bit DDR4,每組總容量支持4GB,可穩定工作於1200MHz(2400MT/s)。
11) 一片BPI Flash 用於程序配置 ,1片SPI x4 Nor Flash,可用於參數存儲。
12) 外置FPGA JTAG調試接口。
13) 16個GPIO備份使用,四個LED指示燈,四個用戶按鍵。
14) 板載一片溫度傳感器芯片,可讀取板上溫度,同時軟件要讀取FPGA內部溫度。
15) JTAG調試口支持前面板輸出,方便板卡插入機箱后調試使用。
16) 板卡結構 全高PCIe標准卡,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。
17) 板卡工作溫度范圍 0到+60℃。
18) 板卡供電12V(±10%), PCIe槽位可單獨供電,也可單獨使用外置電源;典型功耗75W。
1 軟件內容
本板卡開發軟件主要完成硬件的接口測試、程序加載。主要為FPGA配置程序的加載測試,參數存儲Flash的讀寫測試,DDR4的讀寫測試,AD DA 時鍾配置,數據接入測試,GPIO測試。本測試說明書使用到的軟件包括:
1) FPGA軟件開發工具Vivado2018.3 , Verilog語言開發,運行在 Linux系統的PC機下;
2) 接口軟件內容包括如下:
Ø 板卡硬件測試;
Ø Flash加載測試代碼;
Ø DDR4測試代碼,兩組同時工作、單獨工作;
Ø AD、DA、時鍾配置及采集接口程序測試(DA的Jesd204B IP使用Xilinx默認版本);
Ø PCIe3.0 x8模式XDMA測試,包含FPGA代碼,在 Linux系統的PC機下的驅動;
Ø 觸發信號測試代碼;
Ø 其它GPIO測試代碼。
以上程序提供測試用例,測試方法,測試報告及使用說明書
(備注:甲方提供軟件測試驗收的服務器,以保證后續使用的兼容性)
2 交付資料
(1)硬件內容
硬件板卡1塊,帶散熱板。
(2)軟件內容
u DDR測試代碼;
u AD、DA、時鍾配置及數據接入輸出參考代碼;
u PCIe XDMA FPGA及上位機測試代碼(支持Linux);
u 千兆以太網測試代碼;
u GPIO測試代碼;
u 程序下載配置參考代碼。
(3) 電子版文檔
u 板卡pdf格式的電子版原理圖(不含電源)
u 板卡硬件使用及測試說明書