数字化采样仪的革新与发展:SP Devices推出基于Kintex UltraScale FPGA的高性能ADQ7数字化采样仪

作者:闲情逸致

ADQ7数字化采样仪:
SP Devices的ADQ7数字化采样仪拥有一个或两个14位采集通道,可采集交流或直流耦合信号,单通道模式下总采集速率为10采样/秒(双通道模式下为5G采样/秒的),并适用多种总线格式,如MTCA.4、USB3、PCIe、PXIe和10 Gbit以太网,最大持续的数据传输速率可维持在5 Gbytes/秒(超过PCIe)。

图1:ADQ7DC的外观图

图1:ADQ7DC

从以上参数可得到一个显而易见的缺陷:总线带宽太小,导致流出模块无法获得完整,连续的数字化数据,因此需要从添加本地存储、优化板载处理以及减少数据块大小三个方面来改善该问题。

Xilinx Kintex UltraScale FPGA提供了极高性价比的适配功能,提供足够的板载存储,并优化板载处理功能。

见下图所示:

图2:直流耦合ADQ7DC的框架图

图2:直流耦合ADQ7DC的框架图

在框图左侧,两对高速ADC(采集速度为10 Gsamples / sec)直接将数据传递到Kintex UltraScale FPGA,执行多个信号处理步骤,包括校准、 增益和偏移调整, 触发、以及任何用户自定义的实时信号处理。通过使用SP Devices的开发套件可自定义这些处理块,同样也可以选择性性购买SP Devices为ADQ7开发的多个信号处理模块,包括:

  • 高级时域固件(-FWATD)
  • 脉冲数据(-FWPD)
  • 软件定义无线电(-FWSDR)
  • 由框图可见,Kintex UltraScale FPGA还管理ADQ7模块的总体时序控制,并通过FIFO管理数据流,进出4Gbyte DRAM数据流以及该模块提供的各种接口系列(本框图中以PCIe为例)。

    该数字化器通过使用赛灵思全可编程器件来实现复杂系统中的大多数功能。设计中的Kintex UltraScale FPGA实现除了ADC,时钟,存储器和一些接口硬件之外的所有功能。其他功能模块都很好地集成在一个UltraScale器件中,具有足够能力的同时还允许添加用户自定义的功能。这种灵活性极大的方便了系统设计人员,具有极强的性价比。

    更多有关ADQ7数字化采样仪资讯可直接查看 SP Devices官网

    Kintex UltraScale FPGA:
    Kintex UltraScale是具有最佳的性价比的20nm器件,包括中端器件、下一代收发器、还具有低成本封装等优势,并且同类产品中具有最高信号处理带宽,实现最佳的性能和成本效益。该系列是100G网络和数据中心应用中的分组处理以及下一代医学成像,8k4k视频和异构无线基础设施所需的DSP密集型处理的理想选择。

    图3:Kintex UltraScale套件

    图3:Kintex UltraScale套件

    在本次数字化采样仪中,采用赛灵思的Kintex UltraScale FPGA同步实现多项功能,并且面积极具优势。如上图中,FPGA实现一部分功能,UltraScale器件完成了其他功能,并添加类似于用户自定义等功能,极大提升了设计人员的便捷性。

    总结:
    赛灵思又一次在新的领域实现了突破性的价值。便捷性、自定义等新兴功能极大的提升设计人员的工作效率,具有极高的性价比。SP Devices致力于数字化采样仪等设备并不断创新发明更实用的产品。相信在赛灵思以及应用公司的共同努力下,我们的信息时代会越来越精彩。

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