一种柔性数字接口处理系统的制作方法

本发明属于信息通信，具体为一种柔性数字接口处理系统。

背景技术：

1、在信息通讯技术愈加发达的当今社会，各类数字总线接口技术的应用得到了空前的普及和推广，特别是在通信、航空航天、雷达、工业控制等诸多行业领域，设备之间越来越依赖于各种数字总线接口技术实现通信、控制、数据传输功能，虽然数字接口技术取得了蓬勃的发展，但是目前在实际各种应用场景中却也存在诸多的问题，各类数字总线接口种类繁多，用户在进行设计时缺少标准，很难有效整合资源来做出最优的设计，并且需求定制化程度高，测试验证手段匮乏且不灵活，导致开发效率较低，浪费大量的人力和资源在重复设计和验证工作上，现有用户在测试验证环节对于国外设备的依赖程度较高，国外设备普遍存在价格昂贵、与用户需求匹配程度不高，甚至出现用户需求受制于国外设备状态而进行调整的这类本末倒置的情况，同时，在当前国际地缘政治背景下，国外设备还存在随时断供的突发风险，对此，我们提出了一种柔性数字接口处理系统。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种柔性数字接口处理系统，以解决以上技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种柔性数字接口处理系统，柔性数字接口处理系统包括：核心处理模块、可配置接口模块、软件定义配置模块和系统软件模块；

3、核心处理模块采用fpga器件结合zynq可编程片上系统，其中fpga提供通用接口和逻辑处理，zynq则整合了arm双核cortex-a9处理器和xilinx7系列fpga架构，实现软件与硬件的协同工作；

4、可配置接口模块用于集成多种主流数字总线接口，通过vpx总线技术实现高速数据传输和背板互联，每个接口均可通过软件定义配置模块进行灵活配置和扩展；

5、软件定义配置模块用以用户从软件界面定义和编辑每种总线接口的处理协议和时序；

6、系统软件模块基于核心处理模块和可配置接口模块，集成自动化测试脚本和工具，提供测试服务，支持卫星载荷测试、整机功能性能测试验证的全流程测试需求。

7、优选地，柔性数字接口处理系统采用6u-vpx+zynq+fpga架构方式实现，主要由6u-vpx数字接口卡和vpx机箱构成，数字接口卡采用vpx架构。

8、优选地，vpx总线采用交换式结构，vpx总线支持串行总线技术包括但不限于rapidio、pcie、万兆以太网，vpx模块差分对为32对，差分对数据交互能力为10gbps。

9、优选地，zynq器件集成在数字接口卡上，zynq可编程片上系统分为ps端和pl端，将处理器的软件可编程性与fpga的硬件可编程性整合。

10、优选地，fpga器件集成在数字接口卡上，fpga集成在zynq内部有两颗，fpga通过用户自定义重构出满足场景需求的系统，每片fpga可扩展出一个fmc模块根据用户进行功能扩展搭配不同的fmc功能模块达成系统设计。

11、优选地，vpx机箱为vpx模块提供安装插槽，并提供高速互联条件，提供电源和散热。

12、优选地，系统的接口资源层次划分为：

13、a1、基础接口36对lvds接口、6路gth接口、1路qsfp接口、64路lvttl接口、1路网络接口、2路rs232串口和1路usb-jtag接口；

14、a2、fmc扩展接口；

15、a3、vpx扩展接口。

16、优选地，系统软件模块接口驱动架构为：将各类总线接口硬件资源参数化映射，对用户开放总线配置参数接口，设计参数配置传输协议，使用zynq处理器ps端建立上位机网络到下位机的配置管道，用axi总线将上位机配置下来的各类参数转换成fpga可识别的配置信息。

17、优选地，系统软件模块配置处理方式为：zynq处理器通过网络通信，利用配置传输协议将配置信息下发到zynq中的ps端，在zynq内部ps端与pl端之间使用axi总线交互，接口驱动分成i2c/spi/jesd204b/gpio四大类，资源分配axi总线地址，与对应的参数寄存器形成映射关系，寄存器配置由ps端读写axi总线完成，pl端将各类配置信息读出，完成对类接口资源的驱动控制。

18、优选地，系统软件模块由数据处理框架、数据存储框架、自动化测试及遥测判读框架及显示框架组成。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

20、本申请通过心处理模块、可配置接口模块、软件定义配置模块和系统软件模块相互配合，达到了兼容整合主流的数字总线接口并且通过配置和扩展匹配不同场景、不同规模的使用需求的目的，通过软件定义配置模块，用户能灵活地定义和编辑各种总线接口的处理协议和时序，极大地提高了系统的灵活性和可扩展性，采用6u-vpx+zynq+fpga架构，结合vpx总线技术的交换式结构和高速数据传输能力确保了系统在高负载下的稳定运行和高效数据传输，满足了对性能要求极高的应用场景，系统采用模块化设计，各模块之间通过标准接口连接，便于维护和升级提供了丰富的接口资源，支持用户根据实际需求进行功能扩展，能满足各种复杂场景下的数字接口应用需求，有效提升卫星载荷调测试、整机功能性能测试验证全流程高效测试问题，提供高效、自动化、可靠的系统级测试服务，极大提升了用户的研制效率，并有效降低了制造成本。

技术特征：

1.一种柔性数字接口处理系统，其特征在于，柔性数字接口处理系统包括：核心处理模块、可配置接口模块、软件定义配置模块和系统软件模块；

2.根据权利要求1所述的柔性数字接口处理系统，其特征在于：柔性数字接口处理系统采用6u-vpx+zynq+fpga架构方式实现，主要由6u-vpx数字接口卡和vpx机箱构成，数字接口卡采用vpx架构。

3.根据权利要求2所述的柔性数字接口处理系统，其特征在于：vpx总线采用交换式结构，vpx总线支持串行总线技术包括但不限于rapidio、pcie、万兆以太网，vpx模块差分对为32对，差分对数据交互能力为10gbps。

4.根据权利要求1所述的柔性数字接口处理系统，其特征在于：zynq器件集成在数字接口卡上，zynq可编程片上系统分为ps端和pl端，将处理器的软件可编程性与fpga的硬件可编程性整合。

5.根据权利要求1所述的柔性数字接口处理系统，其特征在于：fpga器件集成在数字接口卡上，fpga集成在zynq内部有两颗，fpga通过用户自定义重构出满足场景需求的系统，每片fpga可扩展出一个fmc模块根据用户进行功能扩展搭配不同的fmc功能模块达成系统设计。

6.根据权利要求2所述的柔性数字接口处理系统，其特征在于：vpx机箱为vpx模块提供安装插槽，并提供高速互联条件，提供电源和散热。

7.根据权利要求1所述的柔性数字接口处理系统，其特征在于，系统的接口资源层次划分为：

8.根据权利要求1所述的柔性数字接口处理系统，其特征在于，系统软件模块接口驱动架构为：将各类总线接口硬件资源参数化映射，对用户开放总线配置参数接口，设计参数配置传输协议，使用zynq处理器ps端建立上位机网络到下位机的配置管道，用axi总线将上位机配置下来的各类参数转换成fpga可识别的配置信息。

9.根据权利要求8所述的柔性数字接口处理系统，其特征在于，系统软件模块配置处理方式为：zynq处理器通过网络通信，利用配置传输协议将配置信息下发到zynq中的ps端，在zynq内部ps端与pl端之间使用axi总线交互，接口驱动分成i2c/spi/jesd204b/gpio四大类，资源分配axi总线地址，与对应的参数寄存器形成映射关系，寄存器配置由ps端读写axi总线完成，pl端将各类配置信息读出，完成对类接口资源的驱动控制。

10.根据权利要求1所述的柔性数字接口处理系统，其特征在于：系统软件模块由数据处理框架、数据存储框架、自动化测试及遥测判读框架及显示框架组成。

技术总结本发明涉及信息通讯技术领域，具体涉及一种柔性数字接口处理系统，柔性数字接口处理系统包括：核心处理模块、可配置接口模块、软件定义配置模块和系统软件模块；核心处理模块采用FPGA器件结合ZYNQ可编程片上系统，其中FPGA提供通用接口和逻辑处理，ZYNQ则整合了ARM双核cortex‑A9处理器和Xilinx7系列FPGA架构。本申请通过心处理模块、可配置接口模块、软件定义配置模块和系统软件模块相互配合，达到了兼容整合主流的数字总线接口并且通过配置和扩展匹配不同场景、不同规模的使用需求的目的，通过软件定义配置模块，用户能灵活地定义和编辑各种总线接口的处理协议和时序，提供系统级测试服务，极大提升了用户的研制效率，并有效降低了制造成本。技术研发人员：赵峰斌,王明虎,兴旺受保护的技术使用者：陕西华坤测控科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18