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TI TMS320C665x + Xilinx Artix-7 DSP+ARM核间通讯方案

(1)基于 TI KeyStone C66x 多验证点/浮点 DSP TMS320C665x Xilinx Artix-7 FPGA 处理器; (2)TMS320C665x 主频为 1.0G/1.25GHz,单核运算能力高达 40G MACS 和 20G FLOPS,FPGAXC7A100T 逻辑单元 101K 个,DSP Slice 240 个; (3)TMS320C665x 与 FPGA 通过 uPP、EMIF、I2C、PCIe、SRIO 等待通信接口连接,包括 PCIe、 SRIO 每条路的最高传输速度 5 GBaud; (4) FPGA 采集卡支持双通道 250MSPS*12Bit 高速高精度 ADC,一路 175MSPS*12Bit 高速高精度 DAC,满足多种数据采集需求; (5)支持千兆网口,可连接工业网络摄像头,支持 I2C、SPI、UART、McBSP 等常见接口; (6)支持 CameraLink 输入输出、VGA 输出等扩展模块; (7)支持裸机和 SYS/BIOS 操作系统。

图1 开发板实物 基于深圳信迈 TI 设计的XM-C665xF-EVM 是一款 DSP FPGA 适用于高端图像处理、高速大数据传输、音视频等大数据采集处理领域。此设计通过 TMS320C665x 的 uPP、EMIF、I2C、PCIe、SRIO 等待通信接口将板卡组合在一起 DSP FPGA 结构实现了独特、灵活、强大的需求 DSP FPGA 高速数据采集处理系统。 SOM-XM665xF 引出 CPU 所有资源信号都是引脚的,二次开发极其容易。客户只需关注上层应用,降低开发难度和时间成本,让产品快速上市,及时抓住市场机遇。不仅提供丰富的服务 富的 Demo 还提供程序 DSP 核间通信开发教程,全面的技术支持,协助客户进行底板 多核软件开发的设计与调试。

数据采集处理显示系统 Telecom Tower:远程射频单元(RRU)高速数据采集和生成 高速数据采集处理系统 高端图像处理设备 高端音视频数据处理 通信系统

?前端由 FPGA 采集两路 AD 数据,AD 数据通过 uPP、EMIF 总线或者 PCIe、SRIO 传输到接口等通信接口 DSP。 ?AD 数据被 DSP 处理后,可用于数据对比分析、网络转发SATA 硬盘存储等应用。 ?DSP 根据处理结果,发送逻辑控制命令 FPGA,由 FPGA 控制板载 DA 实现逻辑输出,更新速率 175MSPS。

图 2大数据采集原理框图 (1)高速数据采集的前端部分 FPGA 两路同步采集 AD 模拟输入信号可以实现 AD 预滤波处理数据,AD 最高采样率可达 250MSPS。另外一路 DAC 可输出任何振幅值和任何波形并行 DA 数据,更新率 175MSPS。 (2)高速数据传输部分由 EMIF、I2C、PCIe、SRIO 构成等通信接口。大规模吞吐量 AD和 DA 可通过数据 SRIO 和 PCIe 接口在 DSP 和 FPGA 高速稳定传输;DSP 可通过 EMIF 总线对 FPGA 通过逻辑控制和中等规模吞吐量的数据交换,可以同时进行 I2C对 FPGA 初始化设置和参数配置端。 (3)高速数据处理部分 DSP 构成核算法库。 AD 和 DA 时域和频率的数据 实时变换域、幅值等信号参数 FFT 变换、FIR 滤波等)。 (4)视频采集和输出扩展部分由视频采集和输出扩展 CameraLink 输入输出模块,VGA 输出模块、千兆网等 部分组成。接口资源丰富,方案选择灵活方便,是高端图像处理系统的理想选择。 表 1 XM6678-EasyEVM 硬件参数

CPU 单核 TMS320C6655/双核 TMS320C6657,主频 1.0/1.25GHz
ROM 128/256MByte NAND FLASH
RAM 512M/1GByte DDR3
EEPROM 1Mbit
FLASH 32/64Mbit SPI NOR FLASH
LED 1x 供电指示灯
1x 可编程指示灯
传感器 1x TMP核心板温度传感器102,I2C 接口
连接器 2x 50pin 公头 B2B,2x 50pin 母头 B2B,间距 0.8mm,合高 5.0mm,共 200pin
1x 80pin 高速 B2B 连接器,间距 0.5mm,合高 5.0mm,信号速率可达 10GBaud
拓展 IO 2x 25pin IDC3 简单的牛角座,间距 2.54mm,含 EMIF16 拓展信号
2x 25pin IDC3 简单的牛角座,间距 2.54mm,含 SPI、I2C、TIMER、GPIO 等拓展信号
2x 25pin IDC3 简单的牛角座,间距 2.54mm,含 TSIP 拓展信号
1x SRIO 2.1 TX,1x SRIO 2.1 RX,4 每个通道的最高通信速率 5GBaud
1x PCIe 4x(Gen2),2 每个通道的最高通信速率 5GBaud
1x HyperLink,通信速率最高 40GBaud,KeyStone 理想的接口连接到处理器之间
仿真器接口 1x 14pin TI Rev B JTAG 接口,间距 2.54mm
按键 2x 复位按键
1x 非屏蔽中断按钮
1x 用户可编程按钮
启动方式 1x 5bit 启动方式,选择拨码开关
网络 2x Ethernet,10/100/1000M 自适应
串口 1x UART0,USB 提供转串口 4 针 TTL 电平测试端口
1x UART1,DB9 接口,提供 6 针 TTL 电平测试端口
风扇接口 1x FAN,12V 供电,间距 2.54mm
电源开关 1x 电源拨码开关
电源接口 1x 12V 3A 直流输入 DC417 电源接口,外径 4.4mm,内径 1.65mm

注:深圳信迈 SOM-XM6655、SOM-XM6657 硬件上有核心板 pin to pin 兼容。 表 2XM-A7HSAD 硬件参数

CPU Xilinx Artix-7 XC7A100T FPGA
RAM 256Mbit NOR FLASH
ROM 2x 128M/256MBye DDR3
EEPROM 2KBit
网络 1x Ethernet,10/100/1000M 自适应
LED 2x 供电指示灯
3x 可编程指示灯
按键 2x 复位按键
2x 用户可编程按键
ADC 双通道,1.8Vp-p,12bit,最高 250MHz 采样率,LVDS 信号输出
DAC 175MHz,12bit,最大输出电流 5mA
XADC 双通道,12bit,1MHz,1.25Vp-p
拓展 IO 1x SRIO TX,1x SRIO RX,4 通道,单通道最高速率 5GBaud,HDMI 座
1x PCIe 4x(Gen2),2 通道,单通道最高通信速率 5GBaud
2x 48pin 欧式连接器,GPIO 拓展
1x I2C,HDMI 座
仿真器接口 启动方式 1x 14pin JTAG 接口,间距 2.00mm 1x 2bit 启动方式选择拨码开关
串口 1x UART,Micro USB 接口,提供 4 针 TTL 电平测试端口
电源开关 1x 电源拨码开关
电源接口 1x 12V 2A 直流输入 DC005 电源接口,外径 5.5mm,内径 2.1mm

  表3

DSP 端软件支持 裸机、SYS/BIOS 操作系统
CCS 版本号 CCS5.5
软件开发套件提供 MCSDK
Vivado 版本号 2015.2

(1)提供核心板引脚定义、可编辑底板原理图、可编辑底板 PCB、芯片 Datasheet,缩短 硬件设计周期; (2)提供丰富的 Demo 程序,包含 DSP 多核通信教程,完美解决多核开发瓶颈; (3)提供 DSP 与 FPGA 通过 PCIe、SRIO、I2C 等相关通讯例程; (4)提供完整的平台开发包、入门教程,节省软件整理时间,让应用开发更简单; 开发案例主要包括: Ø 裸机开发例程 SYS/BIOS 开发例程 多核开发例程 FPGA 开发例程

核心板工作环境

环境参数 最小值 典型值 最大值
核心板工作温度 -40°C / 85°C
核心板工作电压 / 5.0V /

  功耗测试

类别 电压典型值 电流典型值 功耗典型值
核心板 9.0v 390mA 3.5W

备注:功耗测试基于深圳信迈XM-C665xF-EVM 开发板进行。

表 4

核心板 评估底板
PCB 尺寸 80mm*58mm 200mm*106.5mm
固定安装孔数量 4 4

图 6 核心板机械尺寸图   图 7 评估板机械尺寸图

(1) 协助底板设计和测试,减少硬件设计失误; (2) 协助解决按照用户手册操作出现的异常问题; (3) 协助产品故障判定; (4) 协助正确编译与运行所提供的源代码; (5) 协助进行产品二次开发; (6) 提供长期的售后服务。

主板定制设计 核心板定制设计 嵌入式软件开发 项目合作开发 技术培训

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