電路設計用MAVELL公司的PHY芯片88e1145。該芯片是一款4端口千兆以太網收發(fā)器[8]，支持GMII、TBI、RGMII、RTBI以及SGMII接口，有4個RGMII時鐘模式，1.25 GHz串/并化器應用于1000BASE-X光纖接口。每個收發(fā)器支持CAT5雙絞線100BASE-TX、1000BASE-T全雙工或半雙工以太網、CAT3/4/5電纜10BASE-T全雙工或半雙工以太網，支持IEEE 100BASE-FX光纖網絡。同時，每個端口支持PECL（The PHP Extension Community Library）接口應用于100BASE-FX，F(xiàn)EFI(Far-End Fault Indication)遠距離錯誤指示，集成數(shù)字自適應均衡器、回聲消除器和串擾消除器，自動MDI/MDIX切換，用戶配置port-by-port獨立MAC接口，支持IEEE 802.3U 自動協(xié)商，軟件可編程LED模式，兩線串行接口和MDC/MDIO，CRC校驗和包計數(shù)器，包生成器，自動校正MAC接口輸出。

1.5 電源方案實現(xiàn)

根據數(shù)據處理板內電壓種類和各芯片上電順序需求分析以及提供的電源情況，電源設計方案如圖5所示。

板上功耗最大的為80HCPS1848芯片，其所需的電源有1 V、1.2 V、3.3 V。1 V由LTM4620和TPS74801DRCT提供，1.2 V由LTM4620提供，3.3 V由3.5 V經LTM4620提供。LTM4620輸入電壓范圍為4.5 V~16 V，輸出范圍0.6 V~5.3 V，可實現(xiàn)單端26 A、雙端13 A電流輸出。TPS74801DRCT輸出電壓可調，電流1.5 A。

DSP所需電源有1 V、1.5 V、1.8 V。1 V直接由UCD9222＋UCD7242提供。1.5 V和1.8 V由5 V經LTM4620提供。DSP有上電時序要求，UCD9222+UCD7242通過軟件控制4片DSP的上電時序，每個延時2 ms啟動，內核電壓上電完成后，再上1.8 V和1.5 V，1.8 V和1.5 V通過LTM4620芯片的track腳的容值不同來調整，同時，也將RUN腳拉到CPLD，由前級power good來推動后級的使能。

對電源要求較高的ADC、PLL供電，均用LDR（Low Dropout Regulator）提供。

1.6 時鐘方案實現(xiàn)

圖6為時鐘方案圖，DSP所需的時鐘有100 MHz、156.25 MHz。156.25 MHz時鐘由125M晶振通過MAX3638提供，而3個100 MHz時鐘則由外部100 MHz晶振通過CY2DL1504ZXIT提供。CPLD、PHY、FPGA配置所需25 MHz時鐘，由外部晶振經過驅動器CY23EP05提供。RapidIO數(shù)據交換芯片所需的156.25 MHz時鐘由25 MHz外部時鐘通過CDCM61004得到。FPGA芯片所需的時鐘有23.04 MHz、100 MHz和125 MHz，23.04 MHz由外部時鐘提供，100 MHz和125 MHz時鐘由25 MHz外部時鐘通過ICS844N255AkILft提供。

1.7 復位電路

為了使電路可靠工作，復位電路特別重要，本電路板設計了上電復位、看門狗復位和芯片單獨復位3種復位模式，圖7為復位電路框圖。上電復位是整板硬復位，使用專用復位芯片MAX811、控制邏輯配合實現(xiàn)；第二種看門狗復位，由DSP給CPLD喂狗[9]，CPLD內部做計時器，一旦異常，產生復位脈沖，給板內所有器件復位（包括DSP）。這種復位方式可通過脈寬控制進行調整：由DSP給CPLD喂狗，CPLD計時，一旦異常，由CPLD給復位芯片送出復位脈沖，復位芯片產生復位信號送給CPLD，CPLD將復位信號分發(fā)給整板，對所有器件進行復位；第三種通過DSP給CPLD寫寄存器，由CPLD獨立復位各個芯片。

MAX811芯片內部自帶上電復位時間控制，芯片產生的復位信號送入控制邏輯CPLD，由CPLD控制復位板上所有芯片，其最小140 ms的復位時間可保證可靠地復位整個系統(tǒng)。手動復位由板上提供的按鈕以及MAX811內建的施密特整形電路及延時輸出電路，外加CPLD共同實現(xiàn)?？撮T狗復位，由CPLD內建看門狗控制邏輯，配合MAX811共同完成看門狗功能。芯片單獨復位則是通過板內控制單元（CPU）通過寫CPLD提供的復位控制寄存器的方式，實現(xiàn)各芯片單獨復位。

2 結束語

基于4×DSP（8核DSP TMS320C6678）+FPGA架構設計的數(shù)據處理模塊具有高速信號處理能力和高帶寬的數(shù)據輸入輸出接口，處于國內領先地位，可用于高性能數(shù)據處理、信號處理、圖像處理等場合。在設計中采用了寬溫、低功耗的DSP，使其具有高可靠性、低功耗、高密度、耐振動性以及寬溫度工作范圍的特性，可廣泛用于航空設備、車載設備、惡劣條件下工作的特種設備，大大提高設備的穩(wěn)定性和數(shù)據處理性能。