VXS总线在雷达信号处理系统的应用

　　引言

　　随着现代军事技术的不断发展，人们对信号处理机系统如雷达、声纳、图像处理系统的要求日益提高。新一代信号处理机系统应具备以下特点：

　　(1) 高速数据处理能力，能够完成复杂信号处理算法;

　　(2) 采用高速串行交换架构，满足高速数据传输要求;

　　(3) 高度系统集成架构 ，提高系统性能;

　　(4) 开放式体系结构 ，通用化模块设计，便于系统维护和升级

　　(5) 高可靠性，支持冗余设计

　　高性能的GE智能平台VXS总线系统架构，是高速计算原型机的理想平台，能够 帮助用户实现高速数据采集，分布式高性能数据处理等相关工作。GE智能平台VXS开发平台系统集成了多款GE智能平台信号处理板卡，背板具备高速数据吞吐能力，可提供高速数据采集功能，实现了多处理器计算和高速数据交换架构，具备了高性能数字信号处理能力。

　　VXS开发平台系统集成度高，具备了良好的集成开发环境。集成软件为高速处理原型系统设计提供了简单、快捷、灵活的途径;同时也为将来系统扩展的复杂性、兼容性做到了充分的考虑。

　　VXS总线

　　VXS(VMEbus Switched Serial Standard,VITA 41标准)总线是在传统的VME总线基础上发展而来的。VME总线是一种支持多处理器模块的共享并行背板总线，被广泛应用于军事、航天和工业控制等领域。随着当今应用对数据处理和交换能力日益增长的需求，VME总线的数据交换能力已经成为系统性能提升的主要瓶颈之一。

　　VXS总线为了解决数据传输的瓶颈，还能够支持传统的VME板卡，就在P0连接器上引入了串行差分数据传输技术 ，如Infiniband、千兆以太网、串行Rapid IO、PCI Express等。

　　VXS定义了负载模块和交换模块两种类型，如图1。模块仍然是标准6U结构。

图1 VXS负载模块和交换模块

　　负载模块保留了传统的P1和P2连接器接口，仍然支持标准VME总线;新增了RT2 P0连接器，利用串行差分数据传输技术，传输高速数据。没有P0的VME模块也可以插在VXS机箱内工作。

　　交换模块完全取消了原有的P1和P2连接器，使用支持串行差分数据传输的RT2 P2 ~ P5连接器和单端信号的RT2 P1连接器。

　　负载模块和交换模块支持高速串行数据交换架构，如图2。每块负载模块有2路x4串行通道分别连接2个交换模块，实现了双冗余容错通信架构，极大提高系统的可靠性。

图2 单星和双星拓扑结构

　　北约MEADS火控雷达系统采用VXS总线

　　2010年8月中程增程防空系统(MEADS)完成了最终的关键设计评审，美国、德国和意大利预计将在10月达成小批量生产决议。其中的火控雷达硬件使用了GE智能平台的VXS总线产品，包括DSP220 VXS多处理器主板和CRX800 VXS 22端口串行RapidIO交换机。