Модуль SAMC-404

Не рекомендуется для новых разработок

Фотографии модуля

Модуль SAMC-404

Функциональная блок-схема

Документация

Краткое описание (504.5 Кб)

Программное обеспечение

Прикладное ПО для DSP
- Демонстрационный веб-сервер
Системное ПО для DSP
- Linux-c6x
- Загрузчик IBL

Основные характеристики

Четыре высокопроизводительные системы на кристалле — четыре цифровых сигнальных процессора (DSP) TMS320C6457 Texas Instruments (TI) с частотой до 1,2 ГГц
До 9,6 млрд. операций в секунду над операндами с фиксированной запятой
По 64-х разрядному банку памяти DDR2 256 Мбайт на каждый DSP
Модуль форм-фактора AdvancedMC Single Mid-Size/Full-Size для MicroTCA и AdvancedTCA систем
Поддержка системных интерфейсов: Gigabit Ethernet, SRIO 1.3 x4

Описание

Особенности

Модуль оснащен четырьмя DSP процессорами TMS320C6457CMH для работы с сигналами в реальном масштабе времени. Четыре DSP процессора, которые объединены высокоскоростными интерфейсами SRIO и Gigabit Ethernet. Каждый DSP имеет независимую память типа DDR2 объёмом 256 Мбайт.

Предусмотрена начальная загрузка DSP из индивидуальных микросхем EEPROM типа AT24C1024, ёмкостью 1024 кбит (128 кбайт) подключенных по интерфейсу I²C. Шина I²C каждого из DSP подключена к FPGA — содержимое памяти доступно для чтения/записи из DSP и из FPGA. Возможна загрузка DSP процессора по Ethernet.

Реализован диагностический интерфейс USB с FPGA через мост USB-UART фирмы FTDI (FT232H).

Области применения

Модуль цифровой обработки сигналов SAMC-404 предназначен для работы в составе телекоммуникационных систем, а также в составе любых других систем, где требуется обработка данных, поступающих с субмодулей, выполняющих аналого-цифровое преобразование. Модуль выполнен в формате одиночного модуля AdvancedMC Mid-Size/Full-Size. На модуле установлено 4 DSP, которые объединены высокоскоростными интерфейсами SRIO и Gigabit Ethernet.

Технические характеристики

Вычислительное ядро

Четыре DSP процессор TMS320C6457 Texas Instruments:
- рабочая частота: 1 или 1,2 ГГц;
- до 9,6 млрд. операций в сек. над операндами с фиксированной запятой;
- расширенная система команд включающая аппаратные алгоритмические циклы, инструкции 16 бит, обработка исключений;
- кэш-память: 32 кбайт L1P, 32 кбайт L1D, 2 Мбайт L2;
- высокоэффективный контроллер EDMA3 c 64 независимыми каналами;
- встроенный процессор Viterbi;
- два встроенных процессора турбо-кодов;
- интерфейс SRIO 1.2 4x c пиковой пропускной способностью до 10 Гбит/с;
- контроллер памяти DDR2-667 c максимальным объёмом памяти 256 Мбайт;
- Ethernet MAC с поддержкой режимов: 10/100/1000 по интерфейсу Gigabit Ethernet (SGMII);
- два 64-битных таймера;
- 16 линий универсального ввода/вывода;
- два последовательных синхронных порта McBSP;
- контроллер последовательного интерфейса I²C.

FPGA

Xilinx Spartan-3AN XC3S200AN:
- 200 тысяч логических ячеек;
- до 4032 кбит распределенной памяти при использовании логических ячеек;
- 288 кбит памяти типа BRAM;
- 195 пользовательских портов ввода/вывода;
- 90 дифференциальных пар ввода-вывода;
- группа быстродействия — 4.
Реализованы следующие функциональные элементы:
- контроллер управления DSP через GPIO и по I²C;
- контроллер управления коммутатором SRIO;
- контроллер управления коммутатором Gigabit Ethernet;
- контроллер SPI для управления Flash-памятью;
- контроллер UART для вывода сервисной информации в UART-порт.

Память

Восемь банков динамической памяти DDR2 SDRAM (по 2 на каждый DSP), выполненных на микросхемах MT47H64M16HR-3 (Micron) ёмкостью по 256 Мбайт
Организация памяти 8 Мбит × 16 бит × 8 банков
Тактовая частота подсистемы памяти до 52 МГц
Пропускная способность — 827 Мбайт/с

Коммутатор SRIO

Пропускная способность 80 Гбит/с
Версия спецификации SRIO 1.3
Режим адресации устройств SRIO — 8 бит
Начальная настройка коммутатора производится из EEPROM
Поддерживается изменение конфигурации по подключенным интерфейсам SRIO

Коммутатор Ethernet SerDes/SGMII

1 × Gigabit Ethernet (GMII/RGMII/RvMII) интерфейс
16 × Gigabit Ethernet (SGMII/SerDes) и 256 кбайт пакетным буфером
Максимальная пропускная способность 17 Гбит
SPI интерфейс для конфигурирования коммутатора

Разъём «AMC Edge Connector»

2 × Gigabit Ethernet (SGMII x1) (порты 0–1)
2 × SRIO x4 (порты 4–7 и 8–11)
Линия питания +12 В (Payload power)
Линия питания IPMI +3,3 В (Management power)
Линия IPMB-L подсистемы IPMI
Cигналы тактирования

Внешние интерфейсы

Интерфейс USB/UART для диагностики FPGA
Интерфейс IPMI

Соответствие стандартам

PICMG AMC.0 R2.0 Advanced Mezzanine Card Base Specification
PICMG MicroTCA.0 MicroTCA Rev 1.0
PICMG 3.0 AdvancedTCA Base Specification
IPMI v. 1.5 с поддержкой служебных функций

Внутренние интерфейсы

Скорость обмена данными между DSP и памятью DDR2 SDRAM не менее 500 Мбайт/с по каждому из банков памяти
Единый канал JTAG для всех DSP
Канал SRIO x4 для каждого из DSP
Канал Gigabit Ethernet SGMII для каждого из DSP
Каждый из DSP управляется FPGA с помощью каналов GPIO
Управление DSP и EEPROM по протоколу I²C
Протокол SPI для связи Flash-памяти с FPGA

Схема конфигурирования FPGA, DSP и коммутатора SRIO

FPGA конфигурируется при помощи встроенной в ПЗУ объёмом 16 Мбайт
К FPGA подключена SPI Flash для хранения параметров конфигурации DSP
Для конфигурации каждого из DSP применяется собственная I²C EEPROM (AT24C1024B) объёмом 1 Мбит
К коммутатору SRIO подключена I²C EEPROM объёмом 1 Мбит

Система мониторинга и управления IPMI

Мониторинг температуры и состояния загрузки конфигурации FPGA
Мониторинг общего и раздельных сигналов стабильности вторичных источников питания ядра FPGA
Интерфейс I²C обмена между FPGA и контроллером IPMI
Возможность сброса конфигурации FPGA через IPMI
Поддержка «горячей замены» (Hot Swap)

Тактирование

Генераторы опорных частот для канала SRIO, DSP, FPGA и банков памяти: 312,5 МГц/20 ppm, 156,25 МГц/20 ppm, 52,08 МГц, 100 МГц
Два генератора опорных частот для коммутатора Gigabit Ethernet (AVX/Kyocera KC2520B-25): 25 МГц

Схема питания и управления

Схема контроля температуры и напряжений, в соответствии со спецификацией IPMI, реализована на микроконтроллере (ATMEGA128L-8MU)
Набор светодиодных индикаторов позволяет визуализировать результаты диагностики, состояние и правильность функционирования модуля

Энергопотребление

Потребляемая мощность модуля цифровой обработки сигналов до 36 Вт
Распределение потребляемой мощности по линии питания +12 В (Payload power) до 3 А (36 Вт)

Условия эксплуатации

Охлаждение: воздушное
Диапазон рабочих температур: коммерческий (0...+50 °С)
Температура хранения: −40...+85 °С
Влажность: 10–95 % без конденсата

Размеры

Форм-фактор: AMC Single Mid-Size/Full-Size
Размеры Mid-Size: 181,5 × 73,5 × 18,96 мм
Размеры Full-Size: 181,5 × 73,5 × 28,95 мм

Назад в раздел