赛灵思FPGA助力NI PXI模组仪器实现高效率

美商国家仪器行销经理郭皇志指出,导入FPGA元件的PXI模组仪器可提供设计人员高度客制化的优势。美商国家仪器(NI)行销经理郭皇志表示,尽管过去PXI模组仪器已有导入FPGA元件,但当时受限于软体程式与FPGA逻辑密度的限制,导入该元件的主要目的仅是协助CPU做前端讯号的处理,尚无法提供客户自由编程的功能。然而,经产业界长期戮力研发后,现今软体程式与FPGA制程技术皆已双双到位,从而使PXI模组量测作业时间的效率更上层楼。郭皇志进一步指出,由于半导体制程的进步使得FPGA在相同尺寸面积可容纳更多的电晶体,因此运算效能也随之提升;而编写程式工具的部分则已有LabVIEW FPGA软体的支援,透过易于操作的图形化介面,可让即使不熟悉FPGA专用编写语言--VHDL的设计人员,也能透过该软体快速定义测试参数,轻松完成客制化电路设计,让测试作业更有效率。

事实上,为了满足诸如长程演进计画(LTE)或802.11ac等RF测试需求,美商国家仪器FlexRIO FPGA模组已搭载赛灵思(Xilinx)Virtex-5 FPGA,并内建最多128MB双倍数据动态随机存取记忆体(DDR2 DRAM)。此一新架构使用LabVIEW FPGA中的单循环时脉回路功能,可让PXI模组仪器高效率执行作业。而使用者若想使用此一功能,则必须最佳化LabVIEW FPGA程式码,以符合Virtex-5 FPGA的需求,让每时脉循环可执行更多作业。

除了在PXI模组中导入FPGA可增强CPU运算效能外,透过PXImc的标准亦可达到相同目的。郭皇志指出,PXImc是透过串连的方式连接多台不同的PXI系统或在单一系统中整合多颗中央处理器(CPU),以处理更复杂的丛集运算。透过PXImc架构,可在单一PXI系统中整合多处理器,使系统中的多个处理器之间相互通讯;也可在单一PXI机架中整合多控制器,让多部PXI系统之间彼此控制。

然而,PXImc的标准虽然早已被提出,但由于目前市场上对如此高运算效能的需求并不明显,故应用状况仍不普遍。

根据Frost & Sullivan调查报告显示,PXI市场将以18.1%的年复合成长率迅速成长,预计将在2017年达到超过10亿美元的产值。未来透过采用新一代的PXI架构结合先进的多核心CPU与FPGA等元件,可望协助客户以低成本的现有技术解决复杂的RF测试挑战,进一步提升测试效率,加速终端产品上市时程。而美商国家仪器的LabVIEW软体则将提供更多客制化的功能,协助测试人员提高量测效率,并从而为产品创造出差异化优势。