一种基于SiP的高集成高性能数字信号处理器及其封装结构的制作方法

本发明涉及一种基于sip的高集成高性能数字信号处理器及其封装结构。

背景技术：

近年来，相控阵雷达技术的不断提高，特别是在航天航空上的应用，要求其数字信号处理具备高集成、高性能和小型化的特点。然而，传统的数字信号处理器采用高性能的分离器件设计，其体积难以缩小。系统级封装(sip)是采用任何组合，将多个具有不同功能的有源电子器件与可选择的无源元件，以及诸如mems或者光学器件等其他器件，组装成为可以提供多种功能的单颗标准封装元件，形成一个系统或者子系统。sip总的趋势是集成度越来越高、产品功能越来越强、性能水平和可靠性不断提升同时实现体积、重量和功耗的快速明显下降。

现有的高性能数字信号处理器采用分离器件电路设计的电路板，电路原理框图如图4所示。主要包含了2片fpga、1片dsp，4片ddr3、2路rs422、1路rs232、1路usb2.0、2路千兆网口、1路1553b等接口。

此方法数字信号处理器的性能仍受制于分离器件设计，如低fpga、dsp，且电路设计复杂，高速数字信号传输电磁兼容抗干扰难度大，不能进一步小型化。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于sip的高集成高性能数字信号处理器及其封装结构，实现数字信号处理器的进一步小型化。该设计方法简单，稳定性高，减少了设备体积和功耗，降低了成本。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种基于sip的高集成高性能数字信号处理器及其封装结构；包括fpga芯片、dsp处理器，所述fpga芯片和dsp处理器之间通过srio接口连接；

所述fpga芯片通过高速ad接口和低速ad接口分别连接6个信号放大器，fpga芯片通过连接器、usb驱动、以太网收发器分别与与收发器、usb接口、以太网连接；

所述dsp处理器连接多个ddr内存，其还通过连接器与收发器连接，并且其上设置12c、spi、jtag端口；

所述fpga芯片和dsp处理器还与外部储存器接口连接。

所述fpga芯片型号为xc7k325t。

所述dsp处理器型号为mt-6678。

一种基于sip高性能数字信号处理器封装结构，采用的ccg4692封装方式，包括其陶瓷外壳；陶瓷外壳内采用双腔的封装方式，外壳外使用htcc陶瓷发热片散热。

双腔分为上腔体和下腔体，上腔体上通过倒装焊的方式设置有dsp处理器、fpga芯片、ddr器件，下腔体焊接flash、以太网收发器、422/232收发器、usb驱动器的有源器件。

本发明的有益效果在于：利用sip技术集成了fpga、dsp、ddr3等主要器件，降低了处理器体积，降低了系统的功耗和电路设计难度。采用正反双腔陶瓷外壳的封装形式，其上腔分布有1片dsp、1片fpga和4片ddr3器件，封装基于芯片凸点的倒装封装设计，且具有较好的高速信号传输速率和散热特性。

附图说明

图1是本发明的处理器原理图；

图2是本发明的上腔体结构示意图；

图3是本发明的下腔体结构示意图；

图4是本现有竖直处理器电路原理图。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

一种基于sip的高集成高性能数字信号处理器及其封装结构；包括fpga芯片、dsp处理器，所述fpga芯片和dsp处理器之间通过srio接口连接；

所述fpga芯片通过高速ad接口和低速ad接口分别连接6个信号放大器，fpga芯片通过连接器、usb驱动、以太网收发器分别与与收发器、usb接口、以太网连接；

所述dsp处理器连接多个ddr内存，其还通过连接器与收发器连接，并且其上设置12c、spi、jtag端口；

所述fpga芯片和dsp处理器还与外部储存器接口连接。

所述fpga芯片型号为xc7k325t。

所述dsp处理器型号为mt-6678。

一种基于sip高性能数字信号处理器封装结构，采用的ccg4692封装方式，包括其陶瓷外壳；陶瓷外壳内采用双腔的封装方式，外壳外使用htcc陶瓷发热片散热。

双腔分为上腔体和下腔体，上腔体上通过倒装焊的方式设置有dsp处理器、fpga芯片、ddr器件，下腔体焊接flash、以太网收发器、422/232收发器、usb驱动器的有源器件。

处理器采用sip技术，集成了1片fpga、1片dsp、1片flash、4片ddr3、1片以太网收发器、1片422收发器、1片232收发器、1片usb驱动器等11片有源器件及若干电阻、电容等无源器件，满足数字信号处理器高集成、高性能的要求。原理框图如图1所示。

在不改变原有数字信号处理器功能的基础上，将体积缩小至48mm*42mm*6.2mm，满数字信号处理器设备小型化要求。

封装采用采用正反双腔陶瓷外壳的封装形式，其上腔分布有1片dsp、1片fpga和4片ddr3器件，封装基于芯片凸点的倒装封装设计，且具有较好的高速信号传输速率和散热特性。其布局结构如图2、图3所示。

技术特征：

技术总结
本发明提供的一种基于SiP的高集成高性能数字信号处理器及其封装结构；包括FPGA芯片、DSP处理器，所述FPGA芯片和DSP处理器之间通过SRIO接口连接；本发明利用SiP技术集成了FPGA、DSP、DDR3等主要器件，降低了处理器体积，降低了系统的功耗和电路设计难度。采用正反双腔陶瓷外壳的封装形式，其上腔分布有1片DSP、1片FPGA和4片DDR3器件，封装基于芯片凸点的倒装封装设计，且具有较好的高速信号传输速率和散热特性。

技术研发人员：曹春雨;宋常亮;韩健健;杨兵
受保护的技术使用者：贵州航天电子科技有限公司
技术研发日：2018.12.06
技术公布日：2019.04.26