產品簡介
基于NVME固態硬盤的6U VPX存儲板（以下簡稱“本板卡”）用于實現高速實時數據流的存儲和回放，主要應用于科學儀器、雷達、電子戰、衛星通信等領域，典型應用包括實現ADC采樣數據流的實時記錄、DAC重構數據流的供給、光纖或RapidIO等高速數據接口的數據記錄等場景。
本板卡采用標準6U VPX構架，使用FPGA片上系統技術構架，基于完全自主研發的數字芯片邏輯及系統固件實現對多塊M.2 NVMe固態硬盤的并發控制和多個IO端口伺服，其主要技術特性如下。
技術規格
—— 模塊形態：6U VPX標準板，可定制風冷或導冷結構。
—— 主控芯片：1片XILINX XCKU115+1片XILINX XC7Z100。
—— 高速緩存：16GB DDR4 SDRAM。
—— 固態存儲：1~6條NVME M.2固態盤（總容量可達24TB）。
—— 陣列模式：支持RAID0/5/6/10。
—— 存儲速率：連續寫入或讀出速率>10GBps。
—— 數據接口：背板6條4xRapidIO，1條1000BASE-T或-X千兆網。
—— 控制協議：我公司基于RapidIO的自定義協議（文檔編號：S0-1303）。
—— 文件系統：針對高速實時記錄而設計的自定義文件系統。
—— 程序配置：XC7Z100高速動態配置XCKU115，可預存>1萬個配置文件。
—— 系統監測：提供各類電壓/溫度/IO狀態/存儲狀態/歷史統計等各類信息。
—— 主控軟件：提供運行于Windows系統的主控軟件以及API。
—— 技術服務：充足的技術資料和技術支持，確保用戶快速集成和使用。
硬件配置
—— 子板結構：通過5個高速連接器實現互聯，子板最多負載6條NVME硬盤。
—— 背板信號：
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VPX-P1 A/B/D位置3條4xRapidIO，速率可配置；VPX-P2 A/C/D位置3條4xRapidIO，速率可配置；
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VPX-P3定義12v LVDS, VPX-P4定義16對LVDS連接子板；
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P4 定義1條1000BASE-T及1000BASE-X千兆網；
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P4定義4條485總線。
—— XCKU115驅動4組獨立的32bit/4GB DDR4 SDRAM。
—— XC7Z100實現千兆網、對KU115的配置、1塊mSATA硬盤控制。
—— 板上實現多個溫度/電壓監測節點。
—— 1路STM32單片機實現電源管理。
—— 集成eMMC/SD卡/SPI Flash等外圍器件。
技術構架
本板卡以Xilinx公司的UltraScale系列芯片XCKU115為核心處理器，基于片上系統SOC構架驅動1~6塊NVME固態硬盤，實現了完整的數據存儲服務，包括高速數據接口、存儲介質驅動、RAID管理、緩存管理、系統調度、文件系統等各項功能。相較于使用通用計算機體系構架實現的存儲系統，本產品能以更高的靈活性、更小的體積、更低的功耗實現更高的性能。本板卡另集成一片Xilinx公司的Zynq7系列芯片XC7Z100，用以擴展出千兆網接口，并實現對主芯片XCKU115的配置管理。本板卡還集成總容量為16GB的DDR4 SDRAM+1GB的DDR3 SDRAM用以實現數據緩沖。
