VxWorks高性能嵌入式计算新突破

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VxWorks高性能嵌入式计算新突破

- Michelle Watson,Curtiss-Wright公司国防解决方案产品市场经理

多年以来,High Performance Embedded Computing (HPEC,高性能嵌入式计算)系统的设计者梦寐以求的就是在ISR应用中充分释放关键资源潜能,获得最优化的性能。今天可谓如愿以偿,借助于VxWorks,系统设计者终于能够充分发挥Intel® Xeon® D 处理器架构的能力,实现其多核/多板HPEC系统。

基于Intel Xeon D 处理器的CHAMP™-XDx模块,配以Wind River® VxWorks Board Support Package (BSP),支持当今首屈一指的QuickData Technology DMA引擎,促使Curtiss Wright公司的40 Gigabit Ethernet (GbE) Mellanox® Ethernet Controller在ISR应用系统设计领域实现了HPEC的重大突破。

ISR(Intelligence, Surveillance and Reconnaissance,情报、监视和侦察)是现代军事行动的重要组成部分。在陆地、海上和空中行动中,ISR系统提供可操作的信息以指导军事任务决策时刻处于最佳状态;决策者可以是战区指挥官、战场前沿的班长或介于两者之间任何级别的人。

当今的ISR系统使用三种主要的“模式”,采用不同类型的电子传感器来捕获信息:

  • 电光/红外(EO/IR)传感器本质上是高度先进的摄像机或者摄像机组,它们可以创建十亿等级的详细图像流。
  • 雷达通常用于目标搜索锁定和其他作战功能,也用于ISR成像;例如,合成孔径雷达(SAR)用于机载平台,创建详细的地面图像,甚至可以穿透云层。
  • 信号情报(SIGINT)系统采用多个天线来检测感兴趣的信号,然后确定信号源的位置,通常必须在很小的时间间隔内实现检测和定位。

以上所有这些独特的高价值设计,都可以基于风河VxWorks实时操作系统(RTOS)来实现。在Curtiss-Wright公司的最新BSP中,风河公司的VxWorks与Curtiss-Wright的CHAMP-XDx DSP模块珠联璧合。这种设计使VxWorks能够访问英特尔Xeon D处理器的QuickData Technology DMA 引擎,这一特性以往仅仅局限于支持Linux平台。不仅足以提供最高性能,这套解决方案在Curtiss-Wright公司的 Fabric40™ CHAMP-XD1 3U OpenVPX™上还提供了40 GbE的能力,在CHAMP-XD2 6U OpenVPX DSP模块上达到了37 Gbps的线速率。由此将多核处理技术从专属关键性资源拓展到了通信领域。

设计方面的进展

在与风河VxWorks BSP相关的设计方面取得了进展,使得CHAMP-XD1和CHAMP- XD2具备以下特征:

CHAMP-XD1数字信号处理器

  • Intel Xeon D 8-Core D-1539 (410GFLOPS @ 1.6 GHz) or 12-Core D-1559 (576@ 1.5 GHz)
  • Extended operating temperature Intel eTEMP SKUs
  • PCH integrated in Xeon D SoC
  • Native dual KR 10 GigE ports
  • 16 to 32 GB DDR4 @ 2133 megatransfers per second(34 GB/s aggregate)
  •  XMC PCIe up to Gen3, designed for up to 25Wthermal dissipation
  • PCIe Gen3 on 3U OpenVPX data plane with switch
  • Core Function FPGA with IPMI
  •  Conduction and air-cooled
  • TrustedCOTSTrustedCOTS  

CHAMP-XD2数字信号处理器

  • Dual processor Xeon D 8-core D-1539 (820GFLOPS @ 1.6 GHz total) or 12-core D-1559(1152GFLOPS @ 1.5 GHz total)
  • Extended operating temperature Intel eTEMP SKUs
  •  PCH integrated in Xeon D SoC
  • Four ports of 40G/10G Ethernet or DDR/QDR/FDR10InfiniBand on OpenVPX data plane
  • Native dual KX 1 GigE or KR 10 GigE ports onOpenVPX control plane
  • 16 to 32 GB DDR4 @ 2133 megatransfers per secondper Xeon D socket (68 GB/s aggregate)
  • XMC PCIe up to Gen 3, designed for up to 25Wthermal dissipation
  • Dual x16 PCIe Gen 3 on OpenVPX expansion planewith switch
  •  Core Function FPGA with IPMI
  • Conduction and air-cooled, contact Curtiss-Wrightfor Air-Flow Through (AFT) options
  • TrustedCOTS

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