模式，每路PCIe接口共8对差分线，信号定义中没有差分时钟。P1接口共提供32对差分信号，能支持4路PCIe，另外两路PCIe在P2接口的前16对差分位置定义。其中最后一路PCIe连接I/O板，用于接口扩展使用。在P2接口中，还定义了4路SATA接口信号，采用4路SATA信号可以在设备内部支持最大4快固态存储盘。主控板对外引出2路GE电路口，用于设备调测和网络通信，两路GE接口在P2插座的最后4行进行定义。额外的8个单端信号定义了 2个RS232接口和4个通用I/O。
[0029]除主控板位之外平台还有5个板位，其中VPX5和VPX6能支持OpenVPX协议中规定的3U存储板。此存储板支持Storage Slot Profile SLT3-ST0-2U-14.5.1规格。其端口定义分配如图4所示。
[0030]处理板VPX2、VPX3、VPX4板板位处，它们之间提供两两互联的高速通道，作为板间协同工作的快速通信接口。两两互联的接口采用Χ4的差分线接口，每个接口提供4发、4收的差分信号，平台及背板并不限制互联通道采用哪种差分协议，两两单板自己定义一致即可。其端口定义分配如图5，基于此板位端口定义，能够支持的相关标准板有PeripheralSlot Profile SLT3-PER-1F-14.3.2、Peripheral Slot Profile SLT3-PER-1U-14.3.3。[0031 ] 电源板采用了高性能的TRAC0 DC-DC模块，效率高达90%。
[0032]主控交换板采用Freescle MPC8536，工作频率L 5GHz，通过一个PCIe X8接口与PCIe交换芯片互联。外围采用5片DDR2 SDRAM芯片MT47H128M16RT扩展为1GB容量内存(其中一片实现ECC功能)。NOR FLASH容量为64MB。NAND FLASH容量为1GB。另外，本板有2个温度传感器，均为I2C接口，一个连接处理器，一个连接BMC单片机。有一个I2C接口 RTC连接处理器。背板对外接口有:6路X4 PC1-E、2路1Gbit Ethernet^路SATA、2路RS232、7个 GP10。
[0033]3U存储板主要完成对视频数据的存储记录功能，本板可支持2路SATA3.0的数据接口读写。存储板单板FLASH最大容量为1GB。支持工业级NandFLASH。
[0034]对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，作出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。
【主权项】
1.基于OpenVPX的无人机超高清视频记录平台，其特征在于，包括用于各板之间的信号互联的背板、用于完成系统级控制和数据交换功能的主控交换板、用于完成信号处理功能的处理板、用于完成数据存储和缓冲任务的存储板、I/O板以及用于完成对整个平台的供电功能的电源板；所述背板为基于OpenVPX设备的背板，各板通过与背板连接而采用高速串行协议进行数据通信；另外，平台所有的对外接口均通过所述I/O板实现。2.根据权利要求1所述的基于OpenVPX的无人机超高清视频记录平台，其特征在于，采用集中交换式拓扑结构作为总线拓扑结构，并通过设置一用于总线交换的单元模块进行各功能单元的集中控制和管理，所有单元之间的数据交互均由该单元模块完成。3.根据权利要求1所述的基于OpenVPX的无人机超高清视频记录平台，其特征在于，所述背板主要采用PCIE、GE和SATA3接口作为数据通路协议。4.根据权利要求1所述的基于OpenVPX的无人机超高清视频记录平台，其特征在于，所述主控交换板、存储板、处理板用于与背板连接的高速接插件选用美国Tyco公司的VPXRT2差分连接器实现，I/O板与背板之间的信号连接采用至少4个XMC加至少1个FMC接插件实现。5.根据权利要求1所述的基于OpenVPX的无人机超高清视频记录平台，其特征在于，所述I/o板上设置有电源接口、调试接口和对外接口，支持差分信号，并配置有FPGA载板用于接口处理，针对各种接口实现相应的接口转换。6.根据权利要求1所述的基于OpenVPX的无人机超高清视频记录平台，其特征在于，主控交换板与电源板位于背板的两端，且主控交换板和电源板的一侧分别预留用于I/o板和背板连接的接插件位置。7.根据权利要求1所述的基于OpenVPX的无人机超高清视频记录平台，其特征在于，所述主控交换板选用Freescale的1.5GHz处理器作为主处理芯片，通过其PCIe X8接口与PCIe交换芯片互联；另外，所述主控交换板外挂DDR SDRAM作为平台处理进程中的外存设备，并通过主处理芯片的专用接口外挂千兆网PHY芯片与背板GE信号互连；除此之外，通过专用的PCIe转SATA芯片与背板的SATA信号互联。8.根据权利要求1所述的基于OpenVPX的无人机超高清视频记录平台，其特征在于，所述存储板选用SATA3.0接口作为接口并支持工业级NandFLASH，另外采用板载工业SSD硬盘作为主存储设备；所述存储板在背板上与主控交换板互联，通过主控交换板的数据交换功能可以支持整个处理平台对数据的高速存储需求。9.根据权利要求1所述的基于OpenVPX的无人机超高清视频记录平台，其特征在于，所述处理板采用FPGA作为主处理单元，通过外挂高速DDR RAM作为信号处理的缓冲区，用LVDS与外部接口传输高速信号，通过PCIe X4与主控交换板进行数据通信。10.根据权利要求1所述的基于OpenVPX的无人机超高清视频记录平台，其特征在于，各板上均放置温度传感器对自身工作温度进行检测，检测结果通过主控交换板进行收集；每个温度传感器均设置告警阈值，当超过告警温度时产生告警；另外，各板上设置IPMC负责其所对应单板的温度监控、电压监控以及电控制。
【专利摘要】本发明公开了一种基于OpenVPX的无人机超高清视频记录平台，包括了背板、主控交换板、电源板、存储板、处理板、I/O板，背板与I/O板之间的信号连接采用4个XMC和1个FMC接插件实现，平台对外接口全部通过I/O板实现。针对现有视频记录平台带宽不够高、高密度计算能力较差和可扩展性不够灵活等问题，本发明基于OpenVPX架构，采用交换网络结构及高速串行协议，提高了整个平台的带宽和计算能力，并增强了平台的可扩展性和可维护性。
【IPC分类】H04N5/76
【公开号】CN105357461
【申请号】CN201510661836
【发明人】宋锐, 邢超杰, 李云松, 贾媛, 肖嵩
【申请人】西安电子科技大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年10月14日