YEYUANGEN的专栏

基于6U VPX总线架构的高速信号处理平台，该平台采用一片Xilinx的Kintex UltraScale系列FPGA（XCKU115）作为主处理器，完成复杂的数据采集、回放以及实时信号处理算法。采用一片带有ARM内核的高性能嵌入式处理器ZU9EG作为协处理器来实现通讯和管理功能。该平台的主处理器XCKU115外挂两组72位DDR4 SDRAM，来实现超大容量数据缓存，数据缓存带宽可以达到2400MHz。该平台的协处理器ZU9EG的PL端支持2组DDR4 SDRAM。

基于6U VPX架构的高性能实时信号处理平台，该平台采用2片TI的KeyStone系列多核DSP TMS320C6678作为主处理单元，采用1片Xilinx的Virtex-7系列FPGA XC7VX690T作为协处理单元，具有2个FMC子卡接口，各个处理节点之间通过高速串行总线进行互联。板卡采用标准6U VPX欧式板卡设计，具有优良的抗振动设计、散热性能和独特的环境防护设计，适合于航空、航天、船舶等应用场景。

基于6U VPX总线架构的高性能、高可靠性的应用系统平台，支持VPX、OpenVPX协议标准。该系统平台采用高性能6槽6U VPX背板，高度优化的拓扑结构，能够为用户提供各种高速串行总线的互联，该平台支持标准VPX插卡电源与高功率模块电源，为VPX系统功率提供最大的设计支持，该平台支持后插卡设计，方便用户进行IO扩展。该系统平台可广泛应用于实验室、外场、机舱等苛刻环境下实时数据采集处理传输存储的需求，适合于航空、航天、船舶等应用场景。

基于PXI Express总线架构的高性能数据预处理FMC载板，板卡具有1个FMC（HPC）接口，1个X8 PCIe主机接口，板卡采用Xilinx的高性能Kintex-7系列FPGA作为实时处理器，实现FMC接口数据的采集、处理、以及PCI Express总线接口的转换。板载1组独立的64位DDR3 SDRAM大容量缓存。

基于Virtex UltraScale+系列FPGA的高性能4路FMC接口基带信号处理平台，该平台采用1片Xilinx的Virtex UltraScale+系列FPGA XCVU13P作为信号实时处理单元，该板卡具有4个FMC子卡接口（其中有2个为FMC+接口），各个节点之间通过高速串行总线进行互联，该FPGA支持最大32Gbps的高速串行总线，适用于100G以太网、JESD204B/JESD204C等高速接口。

基于Virtex-7 FPGA的高性能实时信号处理平台，该平台采用1片TI的KeyStone系列多核DSP TMS320C6678作为主处理单元，采用1片Xilinx的Virtex-7系列FPGA XC7VX690T作为协处理单元，具有2个FMC子卡接口，各个处理节点之间通过高速串行总线进行互联。该板卡支持4路SFP+万兆光纤接口，支持2路RJ45千兆以太网口，适用于高速实时信号处理。

基于XC7K325T FPGA的万兆光纤网络验证平台，板卡具有1个FMC（HPC）接口，4路SFP+万兆光纤接口、4路SATA接口、1路USB3.0接口。板载高性能的FPGA处理器可以实现光纤协议、SATA总线控制器、以及USB3.0高速串行总线的数据传输，具有高带宽、低延迟的数据链路，该板卡通过搭载不同的FMC子卡，可快速搭建起数据采集、传输、存储的高效验证平台，可广泛应用于测试测量、图像采集等场景。

基于FPGA与DSP协同处理架构的通用高性能实时信号处理平台，该平台采用1片TI的KeyStone系列多核浮点/定点DSP TMS320C6678作为主处理单元，采用1片Xilinx的Kintex-7系列FPGA XC7K325T作为协处理单元，具有1个FMC子卡接口，具有4路SFP+万兆光纤接口，处理节点之间通过高速串行总线进行互联。该系统通过搭配不同的FMC子卡，可广泛应用于软件无线电、雷达信号处理、基带信号处理、无线仿真平台、高速图形图像处理等应用场景。

基于Xilinx ZYNQ SOC的软件无线电处理平台，该平台采用一片Xilinx的高性能ZYNQ系列SOC XC7Z020来实现2路AD9361无线射频信号的收发，可广泛适用于SDR（软件无线电）、移动基站、WIFI、无线局域网、专用或通用无线设备等应用。ZYNQ7000是Xilinx推出的可扩展处理平台，ZYNQ SOC内部集成了一个双核ARM Cortex-A9处理器，将FPGA的可编程以及ARM的视频多媒体接口完美的耦合在一起，适合于低功耗、低成本的信号处理产品。

该系统平台由1块信号处理平台卡和1块4路光纤采集卡组成，如图1所示。该系统的工作原理为：8路AD模拟信号（来自天线阵）通过SSMC接口进入4片高速ADC，FPGA对这4片高速ADC进行驱动，并完成模拟中频信号的实时同步数据采集，FPGA板载大容量缓存，并完成复杂的算法处理，完全从时域角度完成对多路天线阵的精密相位测量，信号处理板还具有1片TI的多核DSP处理器C6678可实现快速谱分析，FPGA与DSP之间通过高速接口实现实时数据共享，从时域和频域两个维度完成强大的信号处理的功能。

基于FPGA+DSP的实时控制系统架构的坚固型高性能运动控制器，支持多通道并行同步实时高速采样，并直接通过底层逐点传递给DSP算法处理，以保证实时性，可以实现高速的逐点控制输出，确保了控制系统能够在多输入多输出高速控制的场景下出色地完成实时性要求极高的控制任务。控制状态采用DMA方式实时传送至上位机，保证了数据高速长期传送不死机、不漏码、稳定可靠。提供针对控制算法编写所需的定时中断、输入数据实时访问、输出通道数据实时刷新的编程接口。电压量程：±5000mV、±500mV、±50mV、±5mV。

OpenMP虽然给开发者提供了极易上手的增量式开发方式，但是OpenMP在与复杂架构的MCSDK结合后，工具与代码产生了大量不可调试的黑盒子，更是决定了它不能用于关键任务领域，如军工航天、星载、弹载、箭载等高可靠高实时领域；核间通信作为多核并行方案中的关键，最为高效的是使用核间中断方式，但需要解决其通信的灵活性问题，必然会使用基于共享内存池的零拷贝技术。Ø 只使用简单的驱动程序与软件组件，不涉及复杂的SYSBIOS、XDC、PDK等组件；Ø 可处理规模更大的问题，方便移植到跨处理器的场景；

通过FPGA内 部的输入输出延迟单元功能，将各片ADC输入的数据信号进行延时调整，调整数 据信号与采样时钟之间的相位差，保证采样时钟可以正确的采到对应的数据，实 现了多片数字同步采样的功能，结构简单，易于工程实现。以ADI公司的ADRV9009芯片[31]为例，该芯片支持 JESD204B接口，通过对 板内两片FPGA同步协调管理配置，达到在两片FPGA上配置多片ADRV9009芯 片的功能，实现多片ADRV9009同步采集的要求。把需要的时钟嵌入数据流里，避免了 高速数据传输时，数据要与时钟对齐的难点。

工业主板是工控机的核心部件。工控机通过工业主板将CPU等各种器件和外部设备有机地结合起来，形成一套完整的系统，因此工控机的整体运行速度和稳定性在相当程度上取决于工业主板的性能。工业主板应用范围广泛，使用环境复杂，因此用户对其功能、兼容性、可靠性要求较高。工业主板定制要点如下：一、尺寸规格工业主板具备多种尺寸规格，包括3.5寸、5.25寸、ATX、Micro-ATX、半长卡、全长卡等规格。按芯片类型分：X86架构、ARM架构等。可以满足各种使用环境、运行性能的要求。二、元器件。

累加，低电平不计数，另一路信号用作倒车信号，高电平脉冲递减，低电平不计。所处理的数据量较低层算法少，但算法的控制结构复杂，适于用运算速度高、寻。寄存器资源丰富和容量大的优点，适合于实现数据密集型的系统，并且可以进行。（2）芯片的规模越来越大，其单片逻辑门数量已达上千万门，能实现的功能。大类，一种侧重低成本应用，容量中等，性能可以满足一般的逻辑设计要求，如。本系统要求包括丰富的外设接口和高精度的数据采集，同时还具备强大的数。实时信号处理系统中，低层的信号预处理算法处理的数据量大，对处理速度。

该组合能够充分发挥两种芯片的优势，既保证了时序的稳定，又能够提高控制。方位部分，位于支架和飞机蒙皮之间，方位圆筒内布置有旋转关节、汇流环、方位。DSP 进行数据交换，又能够生成外围电路的控制时序，完成数据采集和发送等。驱动单元主要由方位轴和俯仰轴驱动器构成，能够将控制单元提供的控制信号进。伺服机构是控制系统的执行机构，在控制单元和驱动单元的控制下完成指定的功。在该伺服控制系统中，控制单元为重点设计对象，控制单元的电路设计方案如图。负载力矩是电机和驱动器选型的关键参数，由于机载雷达会受到振动和冲击的影。

的系统进行信号采集，通过此种方法测试，便于重复性试验验证系统的可靠性，且经济。在保证各模块可以正常工作的基础上，将数据采集系统拼装，进行系统功能的测试，为检验测试系统的工作稳定性和可靠性，将所采集的冲击波数据导出至上位机，将。），正压作用时间短，负压低，压力衰减过程呈指数衰减，具有明显的冲击波。的速度对信号进行采集，打开上位机端的示波软件观察波形，采集环境如图。所示为采集到的冲击波曲线，由图可知采集到的信号无毛刺，波形清晰明。，示波器采集的冲击波曲线同信号发生器输出的波形一致，信号发生器。

测试对系统的实时性要求比较高，基于软件控制的方法无法获得精确的时钟信号，且处。够实现对高频信号的高速、实时采样，同时具备强大的数据处理能力，系统的总体结构。到测试系统的采集性能，冲击波超压属高频信号，持续时间短，对该信号进行采集时需。综上所述，为满足系统要求，设计了采用高速。冲击波测试系统需对高频信号进行高速、实时采样，对时钟和数据采集的速率都有。冲击波测试系统需对高频信号进行高速、实时采样，对时钟和数据采集的速率都有。由于冲击波测试环境复杂，所采集的信号易受到电磁干扰，进而对数据采集和存储。

bxCAN，它支持 CAN 协议 2. 0A 和 CAN 协议 2. 0B，具有 3 个发送邮箱，2 个 3 级深度的接收 FIFO( firstinput first output，先进先出) ，14 个可变位宽的过滤器组，波特率最高为 1 Mbit / s［8］。滤波和电机驱动、I /O 通用接口等功能，并且用户可以使用其丰富的函数库，根据自己的需求，在不同平台下自行开发相应软件来组成控制系统。开发板的接口电路的作 用是实现二者之间的通信以及数据传输。考虑到在制作和使用过程 中的成本和性能方面，

有4个分频器（bank1,bank2各2个），可以对外部输入的时钟进行2, 3.5, 4, 7和8倍的分频。可以产生低频LFCLKOUT=10KHz，高频HFCLKOUT=48M，24M，12M，6M其中一个，通过分频系数来控制。针对subLVDS转换到MIPI的需求，CROSSLINK比较有优势，因为集成度更高，所以稳定性也更高。如果这一次机会被设备为从NVCM优先启动，后面就只能使用在线调试，IO配置的修改也不能生效了。实际使用flash为MX25L1606EM1I-12G，但选项如上，可以支持。

由于本系统属于“人在回路中”系统，人机交互非常频繁，为了减轻目标跟踪 DSP 的负担，系统中设置一个微处理器（MPU），它完成与上位机的通讯控制任务， 接收上位机送来的控制命令和参数，并将跟踪系统的工作状态和参数通过总线接 口电路传送给系统控制器。1）本文设计的图像跟踪系统主要由图像跟踪电路、通讯控制电路和视频接口 电路组成，以高速DSP+FPGA为处理核心，建立高性能视频跟踪和通信处理平台， 完成视频图像数据的采集、处理、字符叠加和输出功能，实现对感兴趣目标的实 时跟踪，以及与其它组件的通讯控制等功能。

驱动单元主要由方位轴和俯仰轴驱动器构成，能够将控制单元提供的控制信号进 行功率放大，驱动电机转动。伺服机构是控制系统的执行机构，在控制单元和驱动单元的控制下完成指定的功 能。机载雷达伺服控制系统是机载雷达的关键部件，其功能是控制雷达天线转动，实 现对目标的精准跟踪和快速定位，其伺服精度会直接影响到雷达的性能[4][5]。机载雷 达长期工作在冲击、振动、干扰和盐雾等恶劣的条件下，同时由于飞机的空间较小， 对机载雷达的体积和重量作出了严格的限制[6]，这些都使得机载雷达伺服控制系统的 设计面临巨大的挑战。

目前步进扫描光刻机工件台控制系统广泛采用 VME 总线构架，由于工件台控 制系统所需控制的电机数量大量增加，而且反馈信号也大量增加，如果只采用一台工控机来处理所有的信号，导致系统数据负载量大、结构复杂，一台机箱无法容纳。硅片台、掩模台的测量系统包括微动台绝对位置反馈测量、微动台与粗动台相对位置局部闭环测量、粗动台与线缆台相对位置测量、线缆台与平衡块相对位置测量、平衡块位置测量和相关的电气限位信号测量。分别为实验室α样机硅片台、掩模台的总体结构，均采用粗精叠层结构，由粗动台、微动台、线缆台以及平衡块组成。

流的通畅，因而整个运动控制系统的硬件和软件复杂度增大，技术难度也不断上升。出发，根据系统硬件体系结构，设计了控制系统的数据流，并以此建立了并行处理。根据并行模型的交互数据内容，规划了共享内存和核本地内存的存储空间，硅片上包含多个曝光视场，曝光过程中物镜固定不动，硅片台做步进运动，待曝光。控机构成系统的基本框架，实现与上位机的通讯以及调度系统中其它功能模块，如。总线的工控机构成系统的基本框架，其中一台实现与上位机的接口和运动控制，另。性能指标具有至关重要的作用，因此研发工件台运动控制系统具有极其重要的工。

l 主控系统：主控系统作为整个系统的核心，一方面通过UART发送控制指令给到驱动控制系统，驱动控制系统的MCU执行电机、电磁阀、泵等外设的控制操作。是基于电子技术和自动化技术的全自动智能设备，功能齐全，操作简单，依托相关计算机系统在数据处理和数据分析等方面具有出色表现，可同时进行多个参数的可靠分析，通过联网互通和交互式触摸屏可以实现线上信息共享等功能，被广泛应用在医院临床检验中。最后是人机交互线，以MPU处理器为主，作为主控中心进行各模块的协调管理和资源调度，同时完成数据的处理、结果可视化以及人机交互。

RFSoc开发板-usrp软件无线电X410mini开发板-5G评估板。

该雷达采用复合脉冲多普勒体制，应用了固态发射、一体化前端、MTD、MTI、软件显控、以太网通信、全密封结构等技术，可以实现多属性目标的准确发现、精确定位和及时预警，具有技术先进、可靠性高、可操作性强、虚警概率低、安装平台多样、部署区域广泛等技术和功能特点。三坐标低空目标跟踪雷达，是针对复杂背景环境下的无人机、滑翔伞、热气球等低空目标探测和跟踪需求开发的一种全天时、全天候、高分辨率、高精度、低成本的三坐标监视雷达。

A /D: 2片AD9253（125MHz采样，共8路同轴电缆SSMA）D/A: 1片AD9783（500MHz，14bits，1路同轴电缆SSMA）DSP: 1片TMS320C6678（主频1GHz）时钟管理芯片：AD9512（接收外部时钟，1路同轴电缆SSMA）UART: 1片TL16C754（4路收发）3收3发隔离RS422（ADM26815，J30J15），5组TTL3.3V（J30J25：3发2收，3路SSMA）尺寸105mm*180mm。

针对当前北斗导航定位接收机在高动态和复杂电磁环境下定位精度不高的问题，本文在了解卫星导航原理的基础上，介绍了一种基于DSP+FPGA 的嵌入式北斗导航接收机的设计，以满足在高动态和复杂电磁环境下无人机、单兵、机器人等高精度导航定位的要求。相较于TMS320C6678+Kintex-7组合，TMS320C6678+ZYNQ组合则拥有更多的硬件资源，最为明显的是增加了两个ARM Cortex-A9核心，并具有原生。■ 基于IPC、OpenMP的多核开发案例。■ 基于PS + PL的异构多核开发案例。

近年来，随着中国新基建、中国制造2025的持续推进，单ARM处理器越来越难胜任工业现场的功能要求，特别是能源电力、工业控制、智慧医疗等行业通常需要ARM+FPGA架构的处理器平台来实现特定的功能，例如多路/高速AD采集、多路网口、多路串口、多路/高速并行DI/DO、高速数据并行处理等。因此，ARM+FPGA架构能带来性能、成本、功耗等综合比较优势，ARM与FPGA既可各司其职，各自发挥原本架构的独特优势，亦可相互协作处理更复杂的问题。擅长多通道或高速AD采集、接口拓展、高速信号传输、高速数据并行处理等。

听过了太多国产EDA工具、FPGA芯片的报道，很全面，也都能站在国家战略，资本市场等多个宏观角度去思考、分析问题。但我想，对于普通开发者而言，我们当然相信前途是很美好的，但我们也很关心EDA工具是否稳定（500M的芯片，跑不了50M的逻辑，EDA工具都经历了什么？随着国家、各地政府对集成电路产业尤其FPGA产品的大力扶持，国内半导体产业链的不断成熟完善，以及新兴市场需求的增大，我们期待着有更多的国产FPGA企业能够在软件工具方面长风破浪，不断突破，抓住市场增量，推进国产FPGA的进一步发展！

①采用高性能的龙芯3A4000处理器，工作主频1.8GHz-2.0GHz，兼容龙芯3A5000处理器，工作主频2.3GHz-2.5GHz。③内部集成FPGA-V7协处理器，支持SRIO、LVDS等高速总线，支持高速数据传输和实时处理。⑥可广泛应用于国防军工、网信安全、铁路&轨道交通、核电&电力、工业测控、医疗等领域。3路PCIe，其中1路PCIe x4，2路PCIe x8，最多可分为8个独立通道。6个USB2.0，3路引到VPX连接器，有3路引出到前面板。NorFlash，SPI接口，大小为16MB。

对图像进行处理，通过识别算法找出舰船目标，确定出舰船在图像中的相对坐标，为了实现星载关键器件的国产化，并为整个系统提供更高的性能和更好的实。息的算法识别出舰船目标，找出目标物在图像中的相对位置并将处理结果显示在。芯片在真实太空环境中的工作状态与工作能力，为太空环境下的系统级设计积累。格式的图像进行去除消隐信号的操作，只保留有效数据，并将有效数据拼接成完。首先要考虑到的是系统的稳定性、在稳定的前提下提高系统的性能，降低整体的。设计出的硬件平台能够实现图像的采集与处理，识别出一般情况下的舰船目。

rk3399pro是 瑞星微新出来的带NPU的ARM芯片，在发布之前，NPU的算力2.4TOPS， 而发现之后实测达到了3.0TOPS，如此强大的计算能力，jetson nano的计算能力是0.47TFlops，两个单位有区别，只能用实际的网络计算来比较二者的算力。总体来说，rk3399pro的算力非常强大，比我预期的好很多，在不大修改网络的情况下，是可以直接拿来用的，但是缺点也是这个，对一些自定义的网络层，可能无法转换，需要等更新的版本出现。，其硬件功能的安全 性与稳定性关系到保护装置运行的可靠性。

rk3399pro是 瑞星微新出来的带NPU的ARM芯片，在发布之前，NPU的算力2.4TOPS， 而发现之后实测达到了3.0TOPS，如此强大的计算能力，jetson nano的计算能力是0.47TFlops，两个单位有区别，只能用实际的网络计算来比较二者的算力。总体来说，rk3399pro的算力非常强大，比我预期的好很多，在不大修改网络的情况下，是可以直接拿来用的，但是缺点也是这个，对一些自定义的网络层，可能无法转换，需要等更新的版本出现。硬件：TB-RK3399Pro 3GB内存+16GB闪存。

多核异构 CPU，集成双核 Cortex-A15、双核 C66x 浮点 DSP、双核 PRU-ICSS、双核 Cortex-M4 IPU、双核 GPU 等处理单元，支持 OpenCL、OpenMP、SysLink IPC 多核开发；外设接口丰富，集成双千兆网、PCIe、GPMC、USB 2.0、UART、SPI、QSPI、SATA 2.0、I2C、DCAN 等工业控制总线和接口，支持极速接口 USB 3.0；■ 可用于机器视觉处理，加工中心，精雕机器，机器人系统等工业应用领域。

目前典型的Al pad工艺Al厚度为1um，随着集成电路工艺的发展，Al Pad的厚度越来越厚，特别是28nm以下技术节点，3um厚铝应用逐渐成为主流，这一变化对设备的高产能、高效率、低成本、低缺陷提出了更高的要求。此设计通过 TMS320C665x 的 uPP、EMIF、I2C、PCIe、SRIO 等通信接口将板卡结合在一起，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。高速数据传输部分由 EMIF、I2C、PCIe、SRIO 等通信接口构成。

TMS320C6678 + XC7K160T嵌入式单板计算机C6678_DDR3_6UVPX高速信号处理板板为基于TI多核DSP TMS320C6678的通用处理板卡，符合VITA 65系统规范板，卡集成四片TI高性能八核信号处理器TMS320C6678和一片XILINX k7的FPGA。...............

具备视频/图像解码单元、视频/图像编码单元、串口通信单元、视频缓存单元等；能够完成图像采集、帧缓存、预处理、串口通信控制等功能；能够完成图像增强、目标检测、目标跟踪等功能。

底板接口资源丰富，引出2路 CameraLink 双向可输入输出、1路 SFP+光口、2路千兆网口、双通道 PCIe、USB、1路 4K HDMI OUT、Micro SD、LPC FMC、M.2接口、音频输入输出等接口，方便用户快速进行产品方案评估与技术预研。底板采用沉金无铅工艺的8层板设计，适用于雷达声纳、光电探测、水下探测、机器视觉、视频通信系统、电力采集、光缆普查仪、医用仪器、目标追踪和轨道交通等高速数据采集和处理领域。支持 CameraLink 输入输出、VGA 输出等拓展模块；