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Hard Disk

Digitization Packet RoutingProcessing

TX/RX ANTENNA

Serial Port

Gigabit Ethernet

USB Port

RADAR

CONTROLRADAR

SYSTEM

DATA ACQUISITION/ PROCESSING

Control

Data

10/100 Mbps Ethernet

Ethernet Switch

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G

RJ45ETHERNETGIGABIT

PHY

Interface

GigabitEthernet

BUFFER

5V

3.3V TO30 30

IDE1 − ATA66

LATCHAD6645

ANALOG14

(105MSPS)

H CHANNEL

LATCH

ANALOGAD6645 14 14

(105MSPS)

V CHANNEL

BUFFER3.3 V32 32

RADAR INTERFACE

LATCH

ANALOG

(200kSPS)AD974 16 16

RADAR POSITIONERDATA CHANNEL

SRAM

MEMORYPROCESSING

DATA

1 X 512K X 36SRAM

MEMORYPROCESSING

DATA

2 X 512K X 36

MAX 7000APLD

SRAM1 X 512K X 36

DATAPROCESSING

MEMORY

SOFTWAREFLASH

2 X 32M X 8

MEMORYCONFIG.

FLASH2 X 32M X 8

MEMORYOP. SYS.

LINUX Controller (MAC)Ethernet

USB Block

(209MHZ − 32 BIT)

MICROCONTROLLER

ATMEL AT91RM9200

USB PORT

JTAG PORT

SERIAL PORTDRIVERRS232

RJ45

InterfaceEthernet

10/100 Mbps

ETHERNET

PHY

MEMORYPROGRAM

1 X 1M X 16BOOT FLASH

16

MEMORYDATA

SDRAM4 X 32M X 8

124

DUAL PORT RAM64K X 16

1616

COREETHERNET

GIGABIT

Storage/Routing

ControlData Processing

FPGA 1STRATIX EP1S40


14

3672

36

16 16

16

16

BUFFER5V

3.3V TO30 30

IDE2 − ATA66

16 16

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7 �

RJ45ETHERNETGIGABIT

PHY

Interface

GigabitEthernet

BUFFER

5V

3.3V TO30 30

IDE1 − ATA66

LATCHAD6645

ANALOG14

(105MSPS)

H CHANNEL

LATCH

ANALOGAD6645 14 14

(105MSPS)

V CHANNEL

BUFFER3.3 V32 32

RADAR INTERFACE

LATCH

ANALOG

(200kSPS)AD974 16 16

RADAR POSITIONERDATA CHANNEL

SRAM

MEMORYPROCESSING

DATA

1 X 512K X 36SRAM

MEMORYPROCESSING

DATA

2 X 512K X 36

MAX 7000APLD

SRAM1 X 512K X 36

DATAPROCESSING

MEMORY

SOFTWAREFLASH

2 X 32M X 8

MEMORYCONFIG.

FLASH2 X 32M X 8

MEMORYOP. SYS.

LINUX Controller (MAC)Ethernet

USB Block

(209MHZ − 32 BIT)

MICROCONTROLLER

ATMEL AT91RM9200

USB PORT

JTAG PORT

SERIAL PORTDRIVERRS232

RJ45

InterfaceEthernet

10/100 Mbps

ETHERNET

PHY

MEMORYPROGRAM

1 X 1M X 16BOOT FLASH

16

MEMORYDATA

SDRAM4 X 32M X 8

124

DUAL PORT RAM64K X 16

1616

COREETHERNET

GIGABIT

Storage/Routing

ControlData Processing



14

3672

36

16 16

16

16

BUFFER5V

3.3V TO30 30

IDE2 − ATA66

16 16

32

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7'9

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7'F

Fast ROM128K bytes

PeripheralBridge

PeripheralData Cont.

Fast SRAM16K bytes

AdvancedInterrupt

Cont.

JTAG

Reset

StaticMem.Cont.

Cont.FLASH

Burst

SDRAMcont.

EBI

ExternalBus

Interface

USB Host

Ethernet MAC

10/100 MbpsUSART

USB Device

PIO Cont.

Cont.Mgmt.Power

InterfaceUSB Host

InterfaceEthernet

External

InterfaceBus

M

E

M

O

R

Y

C

o

n

t

Debug Unit

Serial Port

PLLA

Osc.

PLLBClockInput/Output

Serial PortDebug

InterfaceUSB Device

PortSerial

Purpose I/OGeneral

ICE Instruction cache16 K bytes

ARM920T Core

MMU Data cache16 K bytes

IRQ Lines

JTAG Port

Reset Input

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V Data

H Data

(64K x 16)To DPRAM

InterfaceRADAR Control

ConvertersFrom AtoD

RADARControlBoard

ControlDual Port RAM (DPRAM)

ARM ProcessorInterface

Signal Processing Algorithms

Processor

Interface

To FPGA2

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From ExternalDPRAM (64K x 16)

IDE CHANNEL 1

IDE CHANNEL 0

CORE

GIGABIT ETHERNET(Dual Port RAM)

DPRAM Control

Processor

Interface

ARM ProcessorInterface

Hard DiskInterface

Hard Disk

Interface

Gigabit EthernetInterface

To FPGA1

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E �

(PSRR)+60 dBm

Power Supply Rejection

Maximum Signal

Noise Floor

Dynamic Range

−87 dBm

+5 dBm

SusceptibleNoise Range

−27 dBm

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E E

V3_3

V5

CONNECTOR

ATX

POWER

V+5

V+3_3

V+12

INDUCTOR−CAPACITOR−DIODE

FILTERING CIRCUIT

ATX_GND

V12

GND� � ��'� � ,N1 , 3�4��!=©^ �O6E>�s7e\AC6E>]:\@7x �

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E �

EMI/NOISE SUPPRESSION

FILTER


FILTER

BEADFERRITE

B

SWITCHING

REGULATOR

GND

V5 V5

GND

V2_5

V1_8

V1_5


FILTER

V1_8

(TO FPGAs)

(TO MICROCONTROLLER)

(TO GIGABIT PHY)

V2_5 AV2_5 AV1_8

(TO GIGABIT PHY)

A

SWITCHING

REGULATOR

GND

V1_5 (TO FPGA PLLs)VA1_5

GND

FILTER

FERRITE−CAPACITOR

V5AV5_M

(TO RADAR POSITIONERA/D CONVERTER)

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E 9

FERRITEBEAD

INHIBIT

GND

V12 V6_5

SWITCHING

REGULATOR

V6_5

GND FGND

F6VA

F6VB

F6VC

FILTER CIRCUIT

� � �� , 5 , =©^ �O6E>"spe AC6E>]:<@ x�hv^f> 3V@p`be<^fx_8;6 c A]:<^f@ �

4 57698;6§A]57>]6E6�8 Y F 8;:<D7:<à> G à@pàe\^fx � � 8 Y n7n7e<:\698 �J576E@ npà8;8]6ED AC5 >]^ Y xa5 `wja^fe\ACàxf6�>]6Ex Y e<`bAC^f>`[email protected]\A]69> c :\> cEY :\A]> G xa69@76E>C`bA]6"jfâe\A¸`bxf698�hv^f>�AC5 >]696�8]6 c A]:<^f@78�âh�AC576"à@pàe\^fx c :\> c9Y :\AC> G @p` [ 69e G �à@p`be<^fx 9 � à@7D.à@pàe\^fx E � E � hv^f>´6º` c 5.âh±AC576 A �§^Pà@pàe\^fxVAC^tD7:\xf:\ACàe c 5pà@7@76Ee<8?à@ D `RD7:\xf:\ACàeE � E � hv^f>"AC576�D :<xf: A¸àe c ^ [ nr^f@769@BA]8m:<@(A]576�à@pàe\^fx�8;6 c AC:<â@-^bh�A]576�D76E8]:\xf@ � 4 57698;6�ja^fe\ACàxf6E88]5 ^ �J@$:<@�spx Y >]6 � � 9 57`¹ja6 F 696E@$e\:<8LAC69D F 69e\^ � �

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E �

FERRITEBEAD SUPPRESSION FILTER

EMI/NOISEVOLTAGE

REGULATOR

SUPPRESSION FILTEREMI/NOISEVOLTAGE

REGULATOR


REGULATOR


REGULATOR


REGULATOR

ANALOG GROUND − AGND1

FGND AGND1

AGND1

ANALOG SECTION

POWER FOR DIGITAL COMPONENTS OF V3_32F6VC

FGND

F6VA

AGND1

AGND1

V3_31H

AV5H’H’−CHANNEL POWER GENERATION

FGND

F6VB

AGND1

AGND1

V3_31V

AV5V’V’−CHANNEL POWER GENERATION

FGND

FGND

FGND

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E O

PLLB

PLLA

SLOW CLOCK

OSCILLATOR

PLLA CLOCK

PLLB CLOCK

SLOW CLOCK (SLCK)

MAIN CLOCK

CLOCK GENERATOR

XIN MAIN CLOCK

PLLA CLOCK

PLLB CLOCK

SLCK

MAIN CLOCK

PLLA CLOCK

PLLB CLOCK

SLCK

MAIN CLOCK

CONTROLLER

PROGRAMMABLE

CLOCK

CONTROLLER

PROGRAMMABLE CLOCKS

PCK0 − PCK318.432 MHzCrysal

XOUT

MAIN

OSCILLATOR

XIN32

XOUT32

32.768 kHzCrysal

PROCESSOR CLOCK

EBI CLOCK

EMBEDDED PERIPHERALS

CLOCK

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MPC9447 − 1:9 CLOCK FANOUT BUFFER

JUMPER − JP20

100 MHz OSCILLATOR

PROGRAMMABLE CLOCK − PCK0

FROM MICROCONTROLLER

CLK 0

CLK 1

CLOCK OUTPUTS

CLK1 − CLK9

GND 3.3 V

CLK SELECT

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PLL6sram_pll

C0E0 E1 E2

sram_clk1(166 MHz)

fp1_sram_clk1(166 MHz)



C1

PLL11logic_pll

C0

PLL5dpram_pll

C0dpram_clk(37.5 MHz)

E0

out_clk_fp1_1(37.5 MHz)

PLL3analog_h_pll

ad_h_clk(105 MHz)

C0

CLK3(100 MHz)

CLK9(100 MHz)

CLK4(100 MHz)

CLK8(100 MHz)

PLL12alt_ad_pll

E0

PLL4analog_v_pll

ad_v_clk(105 MHz)

C0

CLK2(100 MHz)

sram_clk2(133 MHz)

Sampling clock

’H’ (105 MHz)

Sampling clock’V’ (105 MHz)Sampling Clk I/P

Alternative

Alternative

(105 MHz)Sampling Clk O/P

To FPGA1 − SRAMs

InternalSRAM logic

Clocks forinternal logic

InternalDPRAM logic

To FPGA1 − DPRAM

Data Processing Data Processing

(connect to J5 in absence of radar sampling clock )

CLOCK FANOUT BUFFER − MPC9447

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CLOCK FANOUT BUFFER − MPC9447

PLL6sram_pll

C0E0


CLK6(100 MHz)

PLL5eth_pll

out_clk_fp2_3[clk_in](25 MHz)

E1

out_clk_fp2_2[gtx_clk](125 MHz)

E0 C0

eth_host_clk(31.25 MHz)

C1

eth_phy_clk(125 MHz)

PLL12dpram_pll

C0dpram_clk(37.5 MHz)

E0

CLK1(100 MHz)

C0

CLK5(100 MHz)

PLL4ethrx_pll

gp_rx_clk[rx_clk](125 MHz)

C0

PLL11

gp_tx_clk[tx_clk](2.5, 25 MHz)

C0

eth_rx_clk(125 MHz)

eth_tx_clk(2.5, 25 MHz)

fp2_clk_dpram(37.5 MHz)

sram_clk1(160 MHz)

C2eth_crc_clk(250 MHz)

frommicrocontroller

PCK3

PLL1

OscillatorGigabit Core

(50 MHz)

internal logicClock for

Internal Gigabit Ethernetprocessing logic

To FPGA2 − SRAM

To FPGA2 − DPRAM

To Gigabit PHY

Internal GigabitEthernet logic

Internal

DPRAM logic

SRAM logicInternal

From Gigabit Ethernet PHY

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Synthesis&

Place and Route

(Leonardo Spectrum/Quartus)

(Verilog−HDL)FPGA Design − RTL

Post Layout Netlist& SDF Timing

FPGA Cell Library

(Before Place and Route)

Functional and TimingSimulation

Schematics(Concept−HDL)

Board Netlist(Verilog−HDL)

(After Place and Route)

Functional and TimingSimulation

Test Bench

CompareResults

Simulation Models(Verilog)

Modelled Devices:

ARM MicrocontrollerDual Port RAMSDRAMBoot FlashSRAM

Radar ControlBuffers and Clock Drivers

FPGA interfaces

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