TQMC600 : module QMC FPGA Artix 7 avec E/S digitales configurables

Un module FPGA reconfigurable au format QMC VITA 93.0

Le TQMC600 complète la gamme de solutions d’E/S embarquées TEWS Technologies avec une mezzanine QMC associant un FPGA AMD Artix 7 XC7A50T-2 programmable par l’utilisateur à plusieurs configurations d’entrées/sorties numériques.

Le module adopte le format QMC simple largeur conforme VITA 93.0 et utilise une interface PCI Express Revision 2.1 avec endpoint PCIe implémenté dans le FPGA. Son format compact permet d’ajouter une fonction FPGA et des E/S numériques configurables à une plateforme disposant d’un site QMC compatible.

Le TQMC600 répond ainsi aux projets dans lesquels les fonctions numériques doivent pouvoir être adaptées au niveau FPGA plutôt que figées par une logique matérielle unique.

Trois configurations d’E/S pour adapter le module au système

Le TQMC600 est proposé avec trois types d’interfaces numériques.

• La version TQMC600-10R fournit 32 lignes TTL protégées ESD et tolérantes 5 V. Chaque ligne peut être configurée individuellement comme entrée ou sortie. Lorsqu’elle est utilisée en sortie, elle peut être positionnée à l’état haut, à l’état bas ou en haute impédance tristate.
• La version TQMC600-11R propose 16 lignes différentielles compatibles EIA-422 / EIA-485, avec protection ESD et terminaison intégrée de 120 Ω.
• La version TQMC600-12R dispose de 16 lignes différentielles M-LVDS, également protégées ESD, avec terminaison intégrée de 100 Ω.

Cette déclinaison permet de sélectionner l’interface électrique correspondant directement au besoin du système tout en conservant le même FPGA et le même format QMC.

Chaque ligne configurable individuellement par le FPGA

Toutes les lignes d’E/S peuvent être configurées individuellement comme entrée ou sortie.

Cette souplesse constitue l’un des principaux intérêts du TQMC600 : le comportement de la carte peut être défini au niveau de la logique FPGA en fonction des fonctions attendues par l’application.

Le FPGA utilisateur est configuré à partir d’une mémoire SPI Flash de 128 Mbit, qui peut également contenir les données utilisateur et le design FPGA.

Pour les systèmes destinés aux applications Défense, Aéronautique et Sécurité, cette approche permet d’intégrer une fonction d’E/S numérique configurable dans une plateforme modulaire standardisée. Le TQMC600 est notamment présenté comme une solution QMC COTS de calcul adaptatif en périphérie pour les domaines Aéronautique et Défense.

Développement et débogage FPGA avec AMD Vivado™

Le développement de la logique utilisateur peut être réalisé avec AMD Vivado™.

L’interface JTAG du module permet la relecture du FPGA ainsi que le débogage en fonctionnement avec Vivado Integrated Logic Analyzer (ILA). Cette fonction facilite l’analyse interne du design FPGA directement sur la plateforme cible.

Un Board Reference Design (BRD) est également disponible. Il fournit une base Vivado intégrant notamment l’interface PCIe, le mapping des registres et les fonctions d’E/S essentielles, avec code source et bitstream directement chargeable.

Le développeur dispose ainsi d’une base fonctionnelle pour construire sa propre logique FPGA sans repartir d’un projet entièrement vierge.

Support logiciel pour l’accès au FPGA

Le TQMC600 utilise la famille de pilotes TDRV020-SW destinée aux cartes FPGA reconfigurables TEWS.

Le support logiciel est disponible pour :

• Green Hills INTEGRITY ;
• VxWorks ;
• Windows ;
• Linux ;
• QNX Neutrino.

Cette couverture permet d’intégrer le module dans différentes plateformes logicielles utilisées en informatique industrielle ou embarquée.

Refroidissement par air ou par conduction

Chaque configuration d’E/S existe en version Air-Cooled ou Conduction-Cooled :

• TQMC600-10R-A / TQMC600-10R-H : 32 E/S TTL ;
• TQMC600-11R-A / TQMC600-11R-H : 16 E/S EIA-422/EIA-485 ;
• TQMC600-12R-A / TQMC600-12R-H : 16 E/S M-LVDS.

Toutes les versions sont prévues pour une plage de fonctionnement de -40 °C à +85 °C. Le module mesure 78,25 × 26 mm.

Le choix entre refroidissement par air et par conduction permet d’adapter le TQMC600 aux contraintes thermiques de la plateforme porteuse.

Intégrer le TQMC600 dans une plateforme QMC complète

Le TQMC600 s’intègre sur une carte porteuse ou une plateforme disposant d’un site QMC conforme VITA 93.0.

Il peut notamment être associé au TPCE210, carte porteuse PCI Express Gen2 pour deux modules QMC, ou au TCPS210, carte porteuse CompactPCI Serial 3U avec trois sites QMC. TEWS propose également le TVNX210 pour intégrer deux modules QMC dans un environnement VNX+.

Le module peut ainsi devenir une brique d’E/S reconfigurable au sein d’une plateforme associant processeur, acquisition, communications et fonctions FPGA.

Cette logique s’intègre naturellement à notre approche COTS et Modified COTS, qui permet d’associer plusieurs briques technologiques standards selon les contraintes du projet.

La gestion de projet ECRIN Systems permet de prendre en compte la carte porteuse, les E/S, les interfaces, le refroidissement et les autres composants du système. Les phases de production et d’intégration ainsi que la gestion des obsolescences peuvent également être intégrées au périmètre du programme.

Versions disponibles