PCIe数据卡设计资料第611篇-基于VU9P的双路5Gsps AD 双路6Gsps DA PCIe数据卡

基于VU9P的双路5Gsps AD 双路6Gsps DA PCIe数据卡

一、板卡概述

基于XCVU9P的5Gsps AD DA收发PCIe板卡。该板卡要求符合PCIe 3.0标准，包含一片XCVU9P-2FLGA2014I、2组64-bit/8GB DDR4、2路高速AD， 2路高速DA，支持外触发，外时钟。板卡工作温度范围0到60℃，板卡设计加工包含散热装置，支持服务器风冷散热。软件包括接口测试软件，支持甲方应用开发。

二、硬件组成

2.1 板卡逻硬件图如图所示：

2.2功能指标

• （1）主芯片使用XCVU9P-2FLGA2014I 工业级芯片，AD使用EV10AQ190A 2片， DA使用AD9162 2片。
• （2）板卡符合PCIe 3.0规范，采用x16模式硬件设计，理论带宽高达64Gbps，支持PCIex8模式使用，在Linux系统下测试速率可达5000MByte/s。
• （3）2路AD输入，支持-250mV~250mV单端输入，交流耦合 50欧姆阻抗，最高转换速率5GSPS；SMA接口。实际工作速率是4Gsps。
• （4） 2路DA输出，支持-200mV~200mV单端输出，交流耦合 50欧姆阻抗，最高转换速率6GSPS；SMA接口。实际工作速率 都是6Gsps。
• （5）板载10MHz 时钟，通过时钟芯片配置输出，给FPGA，AD，DA芯片工作。
• （6）外部参考时钟输入1路：外部输入10MHz时钟给时钟芯片作为参考，单端信号，LVTTL电平，和板载时钟二选一，给时钟芯片。连接器为SSMC(推荐型号：SSMC-JYWHD)。
• （7）同步信号输入，电平LVTTL，接入时钟生成芯片；SSMC接口。
• （8）支持1路QSFP28光纤接口，最高支持4X 25Gbps，可用于100G以太网开发应用。
• （9）板载两组64-bit DDR4，每组总容量支持4GB，可稳定工作于1200MHz(2400MT/s)。
• （10）一片BPI Flash 用于程序配置 ，1片SPI x4 NorFlash，可用于参数存储。
• （11）外置FPGA JTAG调试接口。
• （12）14个GPIO备份使用，四个LED指示灯，四个用户按键。
• （13）JTAG调试口位于板卡上边沿，方便板卡插入机箱后调试使用。
• （14）板卡结构 全高PCIe标准卡，长度控制在2/3全长以内，加散热板，机箱风冷散热，提供前面挡板。
• （15）板卡工作温度范围 0到+60℃。
• （16）板卡供电12V(±10%), PCIe槽位可单独供电，也可单独使用外置电源；典型功耗75W。

三、软件内容

本板卡开发软件主要完成硬件的接口测试、程序加载。主要为FPGA配置程序的加载测试，参数存储Flash的读写测试，DDR4的读写测试，AD DA 时钟配置，数据接入测试，GPIO测试。本测试说明书使用到的软件包括：

（1）FPGA软件开发工具Vivado2018.3 ， Verilog语言开发，运行在 Linux系统的PC机下；

（2）接口软件内容包括如下：

• ●  板卡硬件测试；
• ●  Flash加载测试代码；
• ●  DDR4测试代码，两组同时工作、单独工作；
• ●  AD、DA、时钟配置及采集接口程序测试（DA的Jesd204B IP使用Xilinx默认版本）；
• ●  PCIe3.0 x8模式XDMA测试，包含FPGA代码，在 Linux系统的PC机下的驱动；
• ●  触发信号测试代码；
• ●  其它GPIO测试代码。

以上程序提供测试用例，测试方法，测试报告及使用说明书

（备注：甲方提供软件测试验收的服务器，以保证后续使用的兼容性）

四、交付资料

（1）硬件内容

硬件板卡1块，带散热板。

（2）软件内容

• ●  DDR测试代码；
• ●  AD、DA、时钟配置及数据接入输出参考代码；
• ●  PCIe XDMA FPGA及上位机测试代码（支持Linux）；
• ●  光纤 ibert测试
• ●  GPIO测试代码；
• ●  程序下载配置参考代码。

（3） 电子版文档

• ●  板卡pdf格式的电子版原理图（不含电源）
• ●  板卡硬件使用及测试说明书