基于多核处理器S698PM的终端系统硬件设计_节点_终端

（珠海欧比特掌握工程株式会社，广东 珠海 519080）

：随着航天技能的不断发展和研究的不断深入，星载数据总线作为航天器中各个设备和子系统之间的“骨架”和“神经”，其对数据传输的处理能力直接影响着全体系统的性能，为此须要一种高速、可扩展、低功耗、低本钱的通用通信链路接口来知足星载数据传输哀求。
文章紧张阐述了针对星务打算机上基于S698PM的CPCI接口的Space Wire数据总线终端系统的硬件设计，为今后S698PM多核处理器和Space Wire总线在我国其他航天任务中的运用打下了良好的根本。

：多核处理器S698PM；Space Wire总线；CPCI接口

：V19文献标识码：ADOI： 10.19358/j.issn.1674-7720.2017.09.010

引用格式：李光，颜志宇，张天宇，等.基于多核处理器S698PM的终端系统硬件设计［J］.微型机与运用，2017,36（9）：31-33.

0弁言

Space Wire技能是欧空局为办理星上数据传输问题而提出的一种新的高速 (2 Mb/s~400 Mb/s)、点对点、全双工的串行总线网络。
Space Wire不仅具有较高的数据传输速率，而且加强了在线缺点检测和规复、故障处理和保护以及系统韶光广播等方面的功能，使之更加适应航天器的空间运行环境。
本文在研究Space Wire总线的根本上，剖析了Space Wire总线接口终真个设计与实现，并着重剖析了系统中紧张组成部分的功能和设计。

1Space Wire网络系统概述

Space Wire网络采取的路由办法为动态路由，便是节点和节点之间以及节点和路由器之间没有固定的数据通道，而是根据须要进行改变，不同源节点与目的节点之间的通信数据可以通过动态路由办法共用一条链路完成交叉传输，从而通过有限的物理链路建立起大量的节点之间的“虚拟信道”；Space Wire系统由多个链路、节点和路由器组成。
节点是在网络中进行包传输的源点和目的点；链路供应从一个节点到另一个节点间进行包传输的媒介。
节点可以直接通过链路连接或者通过路由器连接；路由器将多个节点连接在一起，通过一定的路由机制将来自一个节点的数据包路由到其他节点上去［1］。
图1为Space Wire网络示意图。

2设计与实现方案

本文设计的Space Wire终端系统采取直接从模式设计，支持4路Space Wire总线通信，紧张由处理器掌握模块、存储器模块、Space Wire驱动模块和CPCI接口模块4部分组成。

2.1终端系统总体构造

本文设计的Space Wire终端系统硬件紧张由处理器掌握模块、存储器模块、SPW驱动模块和CPCI接口模块组成，图2所示为 Space Wire终端系统构造框图。
此终端系统遵照ECSSEST5012C协议规范，通过Space Wire总线接口实现各个设备与子系统之间高速、实时、确定、可靠的数据交流［2］。

2.2处理器掌握模块

本文设计的Space Wire终端系统，处理器掌握模块选用珠海欧比特掌握工程株式会社的一款多核并行处理器SoC芯片S698PM，图3为S698PM芯片构造框图。
此芯片采取对称多处理架构（SMP），7级流水线，遵照SPARC V8架构标准，内部集成4个相同的高性能处理器核心和丰富的片上外设总线资源（包括Space Wire、1553B、CAN、以太网等），融入了三模冗余容错、存储器检错纠错、指令流水线重启等技能，支持RS232、JTAG、Ethernet在线调试，具有“抗辐照、高集成度、低功耗、超稳定、龟龄命、小型化”等特点，为我国卫星、飞船、空间站、深空探测器等外太空电子智能系统及装备供应抗辐照、高性能、高可靠的核心处理器芯片的保障和支持。

处理器掌握模块紧张实现Space Wire节点的数据收发、字符判别、数据流掌握、链路缺点检测与规复以及与CPCI 9032通信接口通信等功能。
Space Wire链路接口紧张由吸收器、发送器、掌握器组成。
下面大略先容Space Wire 节点掌握器的事情过程。
图4所示为Space Wire节点掌握器功能构造框图。

掌握器根据外部输入的链路掌握旗子暗记，复位或使能吸收器和发送器，在吸收器和发送器输出的状态旗子暗记根本上判断链路是否建立连接以及链路是否发生缺点，在发生缺点后实行缺点规复操作，重新建立链路连接。

吸收器卖力根据输入的数据和状态旗子暗记规复采样时钟，并以此时钟为基准对数据旗子暗记串并转换以及判断吸收到的字符类型，将判断出的字符类型送到掌握器；其余，吸收器卖力时钟规复、数据解析、数据缺点和状态的检讨等，并将检测到的缺点旗子暗记送到掌握器，由掌握器完成缺点规复。

发送器卖力波特率掌握和对发送的数据进行DS编码。
波特率掌握许可用户在9种不同的波特率中根据须要进行切换；数据的DS编码按照相应的字符发送需求和优先级完成相应的字符发送，如果没有字符发送需求，则发送空字符以坚持链路之间的链接。
其余，发送器还卖力数据和状态的检测，并将缺点旗子暗记送到掌握器，由掌握器完成缺点规复［3］。

2.3Space Wire驱动模块

Space Wire终端系统支持4路Space Wire总线通信，由于S698PM芯片内部集成4通道的Space Wire总线节点掌握器,个中SPW0、SPW1内置LVDS模块，SPW2、SPW3没有内置LVDS模块,因此SPW0、SPW1只需通过链路直接连接，而SPW2、SPW3须要选用TI公司的高速差分线吸收器SN65LVDS32D和高速差分线发送器SN65LVDS31D芯片作为Space Wire总线电平的转换和驱动，实现Space Wire终端系统数据与各个设备和子系统之间的数据交流。

2.4存储器模块

存储器模块选用珠海欧比特掌握工程株式会社的“高性能、高可靠、抗辐照”SIP立体封装大容量存储Flash芯片VDNF32G08RS50MS4V25和DDR2芯片VD2D1 G08RS74MS1U6，紧张用于指令和数据的存储、传输、剖析等功能，办理了对Space Wire终端系统大容量存储器的需求。

2.5CPCI接口模块

CPCI接口模块紧张用于Space Wire终端系统的供电和上位机通信功能，CPCI接口与处理器S698PM的通信选用PLX公司CPCI9030芯片，采取直接从模式设计，通过CPCI接口将Space Wire终端系统嵌入在各个设备和子系统中，通过Space Wire网络之间的互联，实现各个设备和子系统之间的数据交流［4］。

3结论

本文在研究多核并行处理器SoC芯片S698PM和Space Wire总线的根本上，剖析了基于S698PM的CPCI接口的Space Wire数据总线终端系统硬件设计，并着重剖析了系统中各个模块的功能，此方案对今后多核处理器SoC 芯片S698PM在我国航天星务打算机及其他任务中的运器具有主要意义。

参考文献

［1］ 陈大羽，王琨，李涛，等，空间高速总线Space Wire节点的设计与实现［J］.航天返回与遥感，2010，31(4)：58-64.

［2］ 欧比特掌握工程株式会社.EMBC1000PCISPW型Space Wire节点通讯板卡利用解释书［Z］.2013.

［3］ 欧比特掌握工程株式会社.高性能32 位多核处理器SOC 芯片S698PM 用户手册［Z］，2014.

［4］ 陈健飞，曹松.Space Wire总线接口终真个设计与实现［J］.微打算机信息，2010，26(82)：123-124.