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Pentek公司利用赛灵思公司相关技术研发新型板载芯片

时间：2018-06-05 11:40来源：Pentek

摘要：Pentek公司近日为其Quartz体系架构系列推出首款产品：型号为5950的八通道模数数模转换器。该模块的3UOpenVPX主板基于赛灵思公司(Xilinx)的ZynqUltraScale+射频片上系统(RFSoC)的现场可编程门阵列(FPGA)设计生产。

Pentek公司近日为其Quartz体系架构系列推出首款产品：型号为5950的八通道模数/数模转换器。该模块的3U OpenVPX主板基于赛灵思公司(Xilinx)的Zynq UltraScale+射频片上系统(RFSoC)的现场可编程门阵列(FPGA)设计生产。该公司称，Quartz体系架构具有低延迟效果，可为数字射频存储器(DRFM)和雷达应用提供制成。这在公司上一代的产品中是不可能实现的。
 
射频片上系统现场可编程门阵列
赛灵思公司航空航天和国防市场部高级主管David Gamba表示，“赛灵思公司的Zynq UltraScale+ RFSoC FPGA是一种高精准化的解决方案，它在FPGA中内置了模数/数模转换器、ARM处理功率加上额外的数字信号处理（DSP）模块，来构建定制化知识产权核。与分立元件方案相比，RFSoC FPGA的成本降低了50%，功率消耗减少了40%。”
 
赛灵思副总裁兼联合创始人Rodger H. Hosking表示，国防先期研究计划局对赛灵思公司进行了大量投资，推动了这种芯片的研发。这种芯片能够集成FPGA资源和一些高性能模数/数模转换器，并且拥有ARM处理器。许多军事应用，如电子战和导弹控制系统都需要宽带转换器和较低的延迟，它们在截获信号、做出回应之间需要一个短暂的反应时间。
 
Hosking解释到，“RFSoC是为需要高带宽模拟信号收发器的应用程序而设计的。它可以数字化并产生上千兆赫的带宽——八通道的输入/输出射频。它还提供一种革命性的方式来实现5G基础设施，将过去由信号发射塔完成的工作整合到一个信号处理应用中；它将处理过程交给天线以避免信号衰减和干扰。”
 
Gamba也表示，Pentek公司已开发出能够满足客户利用RFSoC技术的板级解决方案。这种解决方案采用独特的QuartzXM eXpress模块设计，能够实现高速系统连接，采用其他工厂安装的雷达和通信知识产权，可满足军用航空航天市场需求。
 
Quartz体系架构
据公司官方称，Quartz体系架构为FPGA板内嵌了一个流线型解决方法，简化设计以降低功耗和成本，同时也提供一些具有最高性能的可用FPGA资源。Quartz系列Pentek公司Navigator设计套件工具相结合，能够为用户提供开发和部署FPGA软件和知识产权，进行数据和信号处理的有效途径。
 
Pentek产品管理总监Bob Sgandurra表示，Quartz体系架构使公司在板载设计方面提升到新的水平。这种架构基于RFSoC Quartz XM eXpress模型，它包含了FPGA和所有需要的支撑电路，解决了最严苛的电路和PCB设计挑战。利用这些设计，Pentek公司使用采用诸如3U VPX的标准外形因素载体，或者自定义载体模块，来匹配特定应用的需求。用户可在实验室内的3U VPX产品上开发他们的系统软件和知识产权，然后在任何需要的地方部署QuartzXM eXpress模块。
 
赛灵思公司的Zynq UltraScale+ RFSoC将8个射频模数/数模转换器融合到FPGA架构处理器和ARM A53及R5架构处理器中，他们在一个简单的芯片上开创了一个多通道数据转换和处理解决方案。
 
作为RFSoC的芯片内资源的补充，Quartz板载体系架构增加了以下内容：
· 高达18GB的DDR4内存
· 用于单板和多板同步精密时钟
· 高精准的射频输入和输出连接器
· 8通道的PCI-E 3.0模式
· 8路、28 Gbps的光学接口，支持内置双100 GigE接口或客户安装协议
· 12个低压差分信号传输(LVDS)通用I/O对，用于特定接口
· QuartzXM eXpress模块设计，用于灵活开发和部署
· 工厂安装的应用IP
 
5950型模数/数模转换器
 
5950模型预装了Pentek IP模块套件，为许多常见应用提供数据捕获和处理的解决方案。模块包括：DMA引擎、DDR4代内存控制器、测试信号和元数据生成器、数据封装以及流控制。
 
5950模型可以在外部没有FPGA开发支持的情况下使用内置功能。主板预装了DFRM IP、触发波形和雷达线性调频生成器、触发雷达射程波闸引擎、宽带实时瞬态捕获、灵活的多模式数据采集和扩展抽取。
 
前端从8个前面板MMCX连接器中接受中频射频输入，串联到8个4 GSPS 12位模数转换器，提供实际的或复杂的数字下变频(DDC)样本。通过额外的基于IP的抽取滤波系统，整个数字下变频抽取从2到128位都是可编程的。8个数模转换器接受来自FPGA可编程逻辑的基频真实或复杂的数据流。
 
每个6.4 GSPS 14位数模包括一个数字上传转换器，内含1倍、2倍、4倍和8倍的独立调谐与插值。每个数模输出都串联至前面板MMCX连接器。
 
5950模型支持VITA-66.4标准，为背板提供8个28 Gbps的双光通道。通过两个内置的100 GigE UDP接口或用户安装的串行协议，这种接口能让千兆位通信独立于PCIe接口。
 
Pentek公司的导航设计套件包括：用于定制IP的导航器FPGA设计套件(FDK)，以及用于创建主机软件应用程序的导航板级支持包(BSP)。
 
FDK将整个主板FPGA设计囊括成一个框图，可以在赛灵思的Vivado工具套件中进行编辑，它包括所有源码和完整文件。开发者可以将他们的IP与机架功能整合在一起，或者用导航套件自行替换IP地址。FDK库兼容AXI-4接口协议，提供了一种开发自定义IP或整合其他来源IP的接口。它提供了一个定义良好的接口，用于开发自定义IP或从其他数据源集成IP。
 
在ARM处理器内，BSP支持赛灵思的PetaLinux。用户可以使用高水准的API函数进行高效工作，也能够全权使用包含源代码的底层库。3U VPX SPARK开发系统已经准备完毕，可以立即进行软硬件安装。在许多应用程序中，SPARK开发系统可以成为最终的部署应用程序平台。
 
5950模型板为风冷、导热和恶劣的操作环境而设计，起价为28495美元。可以选择光学接口、GPS支持和内存，2018年起售。Navigator BSP报价2500美元，Navigator FDK报价3500美元，包括终生技术支持。
 
Pentek公司介绍
Pentek公司是一家ISO 9001:2015认证的公司，设计并生产商业和坚固数字信号处理板(DSP boards)和实时系统记录仪，用于商业、政府和军事系统，包括雷达、通信、信号情报(SIGINT)、国防、医疗及工业控制应用。该公司提供强大的VPX、FMC、FMC+、AMC、XMC、cPCI和PCIe的高性能赛灵思 FPGA的解决方案。它为所有的主板和记录器产品提供高性能I/O组，包括千兆串行接口和强大的软件开发工具，并提供强劲的DSP软件支持。
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