[實用新型]一種基于PCI Express總線架構的FPGA數據處理卡

有效

• 申請號: 201721296790.8
• 申請日: 2017-10-09
• 公開（公告）號: CN207352610U
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發明（設計）人: 陸新偉
• 申請（專利權）人: 無錫十月中宸科技有限公司
• 主分類號: G06F13/40
• 分類號: G06F13/40;G06F15/76
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 張悅;聶啟新

本實用新型公開了一種基于PCI Express總線架構的FPGA數據處理卡，包括多片FPGA；FPGA包括1片主FPGA和多片從FPGA；主FPGA與從FPGA節點之間通過高速串行總線互相連接；每兩個從FPGA之間都通過高速串行總線互相連接；FPGA上裝配有兩組DDR4SDRAM顆粒。本實用新型在高性能計算方面，具備卓越的性能，其FPGA具有強大的GTX高速收發器，最高可支持16.3GbpS線速率，具備百萬門級的邏輯資源，適合大規模邏輯運算。

技術領域

本實用新型涉及FPGA數據處理卡，具體涉及一種基于PCI Express總線架構的FPGA數據處理卡。

背景技術

數據采集系統是信號與信息處理系統的重要組成部分，隨著信息技術和高速互聯技術的飛速發展，人們面臨的信號處理任務越來越繁重，數字信號處理的速度和精度也越來越高，高速數據采集卡的重要性日益凸顯。在現有技術中，數據處理卡大多只能以低速傳輸數據，不能滿足數據處理的需求。

實用新型內容

針對現有技術的不足，本實用新型公開了一種基于PCI Express總線架構的FPGA數據處理卡。

本實用新型的技術方案如下：

一種基于PCI Express總線架構的FPGA數據處理卡，包括多片FPGA；FPGA 包括1片主FPGA和多片從FPGA；所述主FPGA與從FPGA節點之間通過高速串行總線互相連接；每兩個從FPGA之間都通過高速串行總線互相連接；所述FPGA 上裝配有兩組DDR4SDRAM顆粒；第一組DDR4SDRAM顆粒包括4片DDR4SDRAM 顆粒，4片DDR4SDRAM顆粒通過Fly-by拓撲結構組成一組DDR4SDRAM緩存單元；第二組DDR4SDRAM顆粒包括2片DDR4SDRAM顆粒。

其進一步的技術方案為：所述從FPGA的數量為2～6片。

其進一步的技術方案為：主FPGA和各個從FPGA之間還通過Config IO接口互相連接，傳輸配置信號。

其進一步的技術方案為：第一組DDR4SDRAM顆粒包括4片4Gb、16位的 DDR4SDRAM顆粒，構成一組64位的DDR4SDRAM緩存單元。

其進一步的技術方案為：第一組DDR4SDRAM顆粒連接于每片FPGA的HP BANK接口。

其進一步的技術方案為：第二組DDR4SDRAM顆粒包括2片4Gb、16位的 DDR4SDRAM顆粒。

其進一步的技術方案為：第二組DDR4SDRAM顆粒連接于每片FPGA的HR BANK接口。

其進一步的技術方案為：所述主FPGA上還連接有一片FLASH芯片。

其進一步的技術方案為：數據處理卡包括PCIE接口和SRIO通信接口；數據處理卡還包括2個獨立的全局時鐘網絡；第一全局時鐘網絡為頻率是100MHz 的LVDS差分時鐘網絡，用于數據處理卡的PCIE接口；第二全局時鐘網絡為頻率是156.25MHz的LVDS差分時鐘網絡，用于數據處理卡的SRIO通信接口。

其進一步的技術方案為：主FPGA還設置有光纖通道和GEN3.0PCIE高速接口。

本實用新型的有益技術效果是：

本實用新型所述的數據處理卡具備多片高性能的FPGA處理節點，包括一片主FPGA和多片從FPGA。主從芯片之間主要采樣高速串行通訊進行數據傳輸。本實用新型中使用了UltraSale FPGA系列的FPGA進行數據卡的架構，該系列的FPGA對資源、接口、時鐘等進行了優化，使得本實用新型在高性能計算方面具備卓越的性能。UltraSale FPGA系列的FPGA具有強大的GTX高速收發器，最高可支持16.3GbpS線速率，具備百萬門級的邏輯資源，適合大規模邏輯運算的需求。