美国Pentek公司不断将产品移植到基于Xilinx FPGA架构上来

作者:Kenshin

美国Pentek公司成立于1986年,是一家专注于嵌入式系统设计,为用户提供板级和系统级设计方案的公司,提供的产品涉及数据采集、数字信号处理和软件定义无线电(SDR),适用于与商用现货(COTs)和各种恶劣的工业环境,并且不断改进和创新不断增强产品性能和灵活性能。

与DSP相比FPGA器件的能力并不逊色,而且基于IP的模块化开发设计更加灵活,因此Pentek开发设计了多种基于FPGA的硬件板卡以及高性能的FPGA IP核模块,包括FFT(快速傅立叶变换)、DDC(数字下变频)和脉冲压缩算法。Pentek公司共有三种基于Xilinx FPGA器件的产品系列,分别是Cobalt系列、Onyx系列和Jade系列。

  • Cobalt系列采用Xilinx Virtex-6 FPGA器件,提供丰富的逻辑资源,并且包括很多系统级的模块,工程师可以利用丰富的资源设计高性能和功能的FPGA系统。
  • Onyx系列采用Xilinx Virtex-7 FPGA器件,除了丰富的逻辑资源还集成了很多新的特性,工程师可以用它来实现高速A/D和D/A采集以及复杂的DSP算法。
  • Jade系列采用Xilinx UltraScale FPGA器件,该系列是20nm工艺,根据Pentek公司发布该系列能够提升DSP性能50%,功耗降低了18%,而且方案设计成本可以降低39%。该系列也是Pentek公司最新的系统设计架构。
  • Jade架构系列的第一款产品是Model 71861 XMC模块,该模块适用于雷达和软件定义无线电接口系统解决方案,板上集成四个200MHz 16位ADC采集通道,最多可选5G DDR4 SDRAM,集成了四个多频带的DDC(数字下变频)模块,采样时钟完全与外部系统参考时钟同步,支持的外部I/O扩展接口包括PCIe Gen x8、VITA 42.0 XMC和LVDS。

    图1 Pentek Model 71861板卡系统模块图

    图1 Pentek Model 71861板卡系统模块图

    从下图我们可以看出,除了板上Flash、DDR4存储和晶振时钟模块,所有功能都在Xilinx Kintex UltraScale FPGA内部实现,负责所有数据的处理和功能调动,例如数据复用、通道选择、数据打包和触发,所有这些功能都是以IP模块的方式在FPGA内部实现。

    图2 Xilinx Kintex UtraScale FPGA内部实现的功能模块

    图2 Xilinx Kintex UtraScale FPGA内部实现的功能模块

    FPGA的可重构特性让设计人员能够配置和并行连接硬件资源,以满足最棘手的实时处理需求。当前的FPGA产品已具备软件控制重构能力,可在任务运行期间进行重新配置以应对不断变化的威胁。

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