Встраиваемые системыНовости   Мезонинные FMC-модули Fastwel для постро...  
13 декабря 2017

Мезонинные FMC-модули Fastwel для построения высокопроизводительных систем обработки сигналов

Компания Fastwel выпустила мезонинные модули FMC, которые помогут решить извечную проблему разработчиков встроенных систем, связанную с разнообразием технических требований к организации внешнего интерфейса ввода-вывода.

Новинка будет востребована в системах связи, радиолокации, гидроакустики, обработки и распознавания речи, лабораторное оборудование, системы автоматизации промышленного оборудования, системы медицинской диагностики и других сферах.

Будь то сеть Ethernet с оптическим или «медным» физическим уровнем передачи данных, аналоговый или гигабитный последовательный интерфейс, разработчикам требуется набор средств для создания необходимого сочетания интерфейсов в вычислительной системе.

Одним из способов решения проблемы является использование «двухкомпонентной системы», состоящей из платы-носителя с блоком обработки и мезонинного модуля, служащего для организации ввода/вывода сигналов.

Данный подход хорошо стандартизован и включает несколько форм-факторов мезонинных модулей, таких как PMC, XMC и носителей в специальных исполнениях, наиболее распространенными из которых являются модули форм-фактора VME, VPX, CompactPCI, AdvancedTCA, MicroTCA, PCI, PXI. Взаимодействие между несущей платой и мезонинными модулями PMC и XMC основано на шинах PCI и PCI-Express соответственно.

Широкое распространение технологии FPGA (Field-Programmable Gate Array) подтвердило правильность подхода, разделяющего компоненты встраиваемой вычислительной системы на устройства ввода-вывода и устройства математической обработки и привело к стандартизации модулей ввода/вывода.

В 2008 году был утвержден кроссплатформенный стандарт ANSI/VITA 57.1 FPGA Mezzanine Card (FMC). Он определяет конструкцию и физический интерфейс модуля с несущей платой (тип разъемного соединителя, набор сигналов, их физические характеристики и расположение на контактах соединителя). Протокол взаимодействия модуля с несущей платой стандартом не ограничен ввиду многообразия возможных типов интерфейсов ввода/вывода. Именно это и делает стандарт модулей FMC, в отличие от PMC, XMC, по-настоящему кроссплатформенным и применимым в проектах, созданных на базе любых несущих плат.

Мезонинные модули FMC имеют форм-фактор с габаритными размерами одинарного (69 x 76,5 мм) либо сдвоенного (139 x 76,5 мм) размера. Устройства стыкуются в качестве мезонинов со специальными несущими платами обработки данных, содержащими программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС). Стандарт определяет два варианта разъема для стыковки несущего и мезонинного модулей FMC, а именно Low Pin Count (LPC) на 160 линий, либо High Pin Count (HPC) на 400 линий (разъемные соединители pin-совместимы).

На мезонинных модулях FMC находятся устройства ввода-вывода и первичной обработки сигналов, такие как АЦП, ЦАП, DDC или интерфейсные приемопередатчики. Исключение промежуточных интерфейсных мостов позволяет максимизировать пропускную способность при передаче данных. Технология FMC позволяет существенно упростить процесс проектирования встраиваемых систем.

Преимущества новых мезонинных FMC-модулей Fastwel

Максимальная пропускная способность — индивидуальная скорость передачи данных до 10 Гбит/с с общей пропускной способностью до 100 ГБ/с и более между мезонином и ПЛИС.

Минимальная латентность — благодаря исключению промежуточных интерфейсных мостов, что также обеспечивает детерминизм доставки данных.

Уменьшенная сложность проектирования — ввод-вывод подключается непосредственно к FPGA, поэтому опыт работы с такими стандартными протоколами, как PCI, PCI Express или Serial RapidIO, не требуется. Поддерживается возможность непосредственного соединения между микросхемами мезонина и ПЛИС несущего модуля, в том числе и через мультигигабитные трансиверы.

Минимальные затраты на создание системы. Упрощение проектирования системы снижает затраты на IP-ядра, уменьшает время разработки и снижает расходы на комплектующие изделия для готового продукта.

Область применения мезонинных модулей FMC чрезвычайно широка и включает системы связи, радиолокации, гидроакустики, обработки и распознавания речи, лабораторное оборудование, системы автоматизации промышленного оборудования, системы медицинской диагностики, цифровое радио и телевидение и пр. Для построения данных систем Fastwel предлагает следующие FMC-мезонины и несущие модули на базе ПЛИС:

— реконфигурируемый вычислительный модуль FPU500 а базе ПЛИС семейства Virtex-6;

— реконфигурируемый вычислительный модуль FPU502 на базе ПЛИС семейства Kintex UltraScale;

— двухканальный мезонинный Ethernet-модуль MIC1801;

— четырехканальный мезонинный модуль АЦП разрядностью преобразования 10 бит и максимальной частотой дискретизации до 5 ГВыб/с MIC1811;

— 16-канальный мезонинный модуль АЦП разрядностью преобразования 14 бит и максимальной частотой дискретизации до 125 МВыб/с MIC1812;

— двухканальный мезонинный модуль ЦАП разрядностью преобразования 14 бит и максимальной частотой дискретизации 2,5 ГВыб/с MIC1821;

— одноканальный мезонинный модуль ЦАП разрядностью преобразования 12 бит и максимальной частотой дискретизации 3 ГВыб/с MIC1822;

— четырехканальный мезонинный модуль трансивера MIC1831

Подробнее с новинками можно познакомиться в специальном разделе сайта производителя.



FASTWEL

FASTWEL специализируется на проектировании и производстве современного высокотехнологичного оборудования для АСУ ТП, встраиваемых и бортовых систем.

Номенклатура продукции FASTWEL включает следующие основные категории изделий:

  • одноплатные компьютеры и платы расширения для встраиваемых систем, соответствующих международным стандартам СompactPCI, PC/104, MicroPC, VME, 3,5" COM-Express и другим;
  • встраиваемые и бортовые компьютеры, защищенные от пыли, влаги, вибраций и ударов;
  • распределенная система управления FASTWEL I/O — универсальный программно-аппаратный комплекс для создания автоматизированных систем сбора данных и управления;
  • OPC-серверы для популярных промышленных сетей Modbus и CAN, универсальные ОРС-серверы.

Являясь российским производителем, компания FASTWEL полностью учитывает в своих изделиях специфику рынка России и СНГ как по набору поддерживаемых типов сигналов, так и по стойкости к неблагоприятным факторам внешней среды. Большинство изделий FASTWEL предназначено для работы при повышенных механических нагрузках и в индустриальном диапазоне температур от –40 до +85°С.