東平DC2000系列純硬件拼接控制特點(diǎn)

二、最新的基于LVDS高速數(shù)字信號(hào)交換體系

    DC2000采用所有輸入通道并行方式進(jìn)入核心處理模塊，每條總線使用4個(gè)高速LVDS信號(hào)，這與工控機(jī)拼接控制器的PIC總線有本質(zhì)上的區(qū)別。

    普通工控機(jī)的PCI總線，基本結(jié)構(gòu)是多個(gè)PCI插卡使用同一組總線，一般是32個(gè)數(shù)據(jù)位。如下圖所示，6個(gè)卡使用同一PCI總線，實(shí)際上進(jìn)入核心處理器的數(shù)據(jù)只能是其中的一個(gè)卡上的信號(hào)，PCI總線要分時(shí)復(fù)用。由于CPU核心處理器同一時(shí)間只能處理一個(gè)信號(hào)，這樣的總線結(jié)構(gòu)對(duì)于這樣的CPU正好適合。DC2000采用并行處理結(jié)構(gòu)，這樣的總線是遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到處理器速度需求的。

 
工控機(jī)的PCI總線結(jié)構(gòu)

    為適應(yīng)核心并行數(shù)據(jù)處理要求，DC2000采用并行總線接入方式，就是說每個(gè)通道都有獨(dú)自的總線接入核心處理系統(tǒng)。多個(gè)通道采用并行的方式可以實(shí)時(shí)的將數(shù)據(jù)送入核心的FPGA處理陣列。

    如果每個(gè)輸入通道都使用PCI總線，那么最終形成的輸入線數(shù)量會(huì)多得驚人。在FPGA核心處理部分中，也許要多組信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)交換。如果也采用并行總線結(jié)構(gòu)，那么系統(tǒng)間的連線數(shù)量會(huì)成幾何上升，使得系統(tǒng)最終無發(fā)實(shí)際使用。

    為解決此結(jié)構(gòu)問題，我們采用超高速LVDS進(jìn)行信號(hào)傳輸。LVDS，是低電平數(shù)字信號(hào)的簡稱，其特點(diǎn)是用兩根線差分傳輸一個(gè)數(shù)字狀態(tài)，線間電壓低，信號(hào)傳輸速度快，本系統(tǒng)中使用的LVDS信號(hào)速度為2.5G/S，信號(hào)額定最高速度可以達(dá)到4G/S以上。使用LVDS進(jìn)行圖像傳輸，4組線即可傳送超高頻的顯示信號(hào)。是用高速串行信號(hào)，極大的減少了系統(tǒng)連線的，使得每個(gè)輸入輸出通道只使用4組線與系統(tǒng)核心計(jì)算單元連接。LVDS信號(hào)與并行總線信號(hào)，最常見的體現(xiàn)是硬盤ATA的并行排線接口和新型硬盤SATA的LVDS接口。下圖為DC2000基本系統(tǒng)節(jié)構(gòu)圖。
  

 
 
DC2000多通道并行總線結(jié)構(gòu)及串行通信方式