數(shù)字化采樣儀的革新與發(fā)展

ADQ7數(shù)字化采樣儀：

SP Devices的ADQ7數(shù)字化采樣儀擁有一個(gè)或兩個(gè)14位采集通道，可采集交流或直流耦合信號(hào)，單通道模式下總采集速率為10采樣/秒（雙通道模式下為5G采樣/秒的），并適用多種總線格式，如MTCA.4、USB3、PCIe、PXIe和10 Gbit以太網(wǎng)，最大持續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸速率可維持在5 Gbytes/秒（超過(guò)PCIe）。

圖1：ADQ7DC的外觀圖

從以上參數(shù)可得到一個(gè)顯而易見(jiàn)的缺陷：總線帶寬太小，導(dǎo)致流出模塊無(wú)法獲得完整，連續(xù)的數(shù)字化數(shù)據(jù)，因此需要從添加本地存儲(chǔ)、優(yōu)化板載處理以及減少數(shù)據(jù)塊大小三個(gè)方面來(lái)改善該問(wèn)題。

Xilinx Kintex UltraScale FPGA提供了極高性價(jià)比的適配功能，提供足夠的板載存儲(chǔ)，并優(yōu)化板載處理功能。

見(jiàn)下圖所示：

圖2：直流耦合ADQ7DC的框架圖

在框圖左側(cè)，兩對(duì)高速ADC（采集速度為10 Gsamples / sec）直接將數(shù)據(jù)傳遞到Kintex UltraScale FPGA，執(zhí)行多個(gè)信號(hào)處理步驟，包括校準(zhǔn)、 增益和偏移調(diào)整， 觸發(fā)、以及任何用戶自定義的實(shí)時(shí)信號(hào)處理。通過(guò)使用SP Devices的開(kāi)發(fā)套件可自定義這些處理塊，同樣也可以選擇性性購(gòu)買SP Devices為ADQ7開(kāi)發(fā)的多個(gè)信號(hào)處理模塊，包括：

高級(jí)時(shí)域固件（-FWATD）

脈沖數(shù)據(jù)（-FWPD）

軟件定義無(wú)線電（-FWSDR）

由框圖可見(jiàn)，Kintex UltraScale FPGA還管理ADQ7模塊的總體時(shí)序控制，并通過(guò)FIFO管理數(shù)據(jù)流，進(jìn)出4Gbyte DRAM數(shù)據(jù)流以及該模塊提供的各種接口系列（本框圖中以PCIe為例）。

該數(shù)字化器通過(guò)使用賽靈思全可編程器件來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)中的大多數(shù)功能。設(shè)計(jì)中的Kintex UltraScale FPGA實(shí)現(xiàn)除了ADC，時(shí)鐘，存儲(chǔ)器和一些接口硬件之外的所有功能。其他功能模塊都很好地集成在一個(gè)UltraScale器件中，具有足夠能力的同時(shí)還允許添加用戶自定義的功能。這種靈活性極大的方便了系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員，具有極強(qiáng)的性價(jià)比。

更多有關(guān)ADQ7數(shù)字化采樣儀資訊可直接查看。

Kintex UltraScale FPGA：
Kintex UltraScale是具有最佳的性價(jià)比的20nm器件，包括中端器件、下一代收發(fā)器、還具有低成本封裝等優(yōu)勢(shì)，并且同類產(chǎn)品中具有最高信號(hào)處理帶寬，實(shí)現(xiàn)最佳的性能和成本效益。該系列是100G網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心應(yīng)用中的分組處理以及下一代醫(yī)學(xué)成像，8k4k視頻和異構(gòu)無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施所需的DSP密集型處理的理想選擇。

圖3：Kintex UltraScale套件

在本次數(shù)字化采樣儀中，采用賽靈思的Kintex UltraScale FPGA同步實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)功能，并且面積極具優(yōu)勢(shì)。如上圖中，F(xiàn)PGA實(shí)現(xiàn)一部分功能，UltraScale器件完成了其他功能，并添加類似于用戶自定義等功能，極大提升了設(shè)計(jì)人員的便捷性。

總結(jié)：

賽靈思又一次在新的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了突破性的價(jià)值。便捷性、自定義等新興功能極大的提升設(shè)計(jì)人員的工作效率，具有極高的性價(jià)比。SP Devices致力于數(shù)字化采樣儀等設(shè)備并不斷創(chuàng)新發(fā)明更實(shí)用的產(chǎn)品。相信在賽靈思以及應(yīng)用公司的共同努力下，我們的信息時(shí)代會(huì)越來(lái)越精彩。

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