Kullanım Fpga-integrated Compact ve Rekonable için Adcs Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Devral Çözümleri
FPGA-Integrated ADCs'lere Giriş
Sürekli olarak daha küçük, daha hızlı ve daha uyumlu elektronik sistemler, analog-dijital dönüştürücülerin (ADCs) doğrudan alan programlanabilir kapı dizilerine (FPGAs) aynı şekilde dönüştürücü bir gelişime yol açıyor. Geleneksel olarak, veri-acquisition sistemleri, daha önce dijital bir otobüs üzerinde bir FPGA veya işlemci ile iletişim kurma konusunda bir sistem haline gelebilir ve yönetim alanı, güç tüketimi ve sinyal bütünlüğü endişeleri ekliyor.
FPGA'nın, son derece optimize edilmiş veri dağıtım hatlarının oluşturulmasını sağlar. FPGA'nın gerçek dünya analog sinyalleri doğrudan örnekleme yeteneği ile paralel işleme yeteneklerini birleştirir.Bu entegrasyonlar dış bağlantı bağlantıları, son derece optimize edilmiş verileri birleştirmektedir.[Dönetici).[Döneticileri değiştirmiş, değiştirmiş)
ADCs Inside FPGAs içinde gömülülme temel avantajları
Compact Design and Space Verimliliği
FPGA paketindeki ADC'ler, bir veri toplama sistemlerinin fiziksel ayak izlerini büyük ölçüde azaltır ve bağlantı noktalarında, mühendisler toplam tahta alanını 30 ila 50 oranında veya daha fazla azaltabilir.Bu konsolidasyon aynı zamanda, farklı ADC çiplerini kaldırarak, pasif bileşenleri destekler (örneğin, referans gerilim devreleri, anti-aliasing filtreler), ve interconnect izler, mühendisler genel kurulu alanı 30-50% veya daha fazla artırabilir.
Unmatched Re configureurability
FPGA'lar, optimizasyon olmadan örnek olarak yeniden programlanabilir ve ADC aynı silikonun bir parçası olduğunda, tüm sinyal zinciri uçta yeniden yapılandırılabilir. Tasarımcılar örnekleme oranını değiştirebilir, çözünürlük, kanal sayılarını veya dijital filtreleme özelliklerini değiştirebilirler, örneğin tek bir FPGA tabanlı veri tabanlı veri-akquisition kurulu, yüksek çözünürlüklü görüntüleme (düşük bant genişliği) ile yüksek çözünürlükte olan bir işletim koşullarında hizmet edebilir.
Yüksek Hızlı Gerçek Zaman İşleme
ADC doğrudan ikinci başına FPGA kumaşına bağlı olduğundan (DSP) karmaşık dijital sinyal işleme (DSP) – dijital geri dönüşüm, hızlı Fouriers veya eşleştirilmiş veri filtrelemesi gibi – belirsiz, düşük gecikmeli radyo gibi uygulamalar için gereklidir.
Latency'i azalttı ve ben daha iyi Sorumluluk
Ayrık tasarımlarda, ADC çıkışından FPGA girişinin yolu dijital I/O tamponlar, seviye değiştiriciler ve uzun tahta izlerini içerir, birkaç nanosaniyeyi on iki ns (parçalı bileşenler için) 2 ns altında ekleyin.Bu yakın gecikme için ultra hızlı geri bildirim döngüsü güç dönüştürücüleri, adaptif bir ayar için ölçümleme işlemine olanak sağlar.
Sistem Seviyesinde Daha Düşük Güç Dezenleme
ADC'nin kendisi, seri bağlantının çok-gigabit oranlarında benzer bir güç tüketebilir, çünkü daha az hızlı I/O sürücülerin ihtiyaç duyduğu. Geleneksel paralel veya seri LVDS arabirimleri, tipik veri-bilite tasarımlarında% 20-40 arasında azaltılabilir - genellikle 100-300 mW, çok kanallık hız düğümleri için belirleyici bir avantajdır.
Uygulamalar FPGA-Integrated ADCs tarafından yeniden şekillendirilir
Kablosuz İletişim ve Yazılım Savunmalı Radyo
Modern bir temel istasyonun veya taktik radyonun radyo ön hedefi, bir Xilinx® RFSoC cihazına entegre edilmiş bir şekilde 1 tane dahaki sefere işleme izin veren (proversiyonel, eşitleme) tam olarak dijital alanda gerçekleştirilmelidir.Intratterings, a Xilinx® RFSoC cihazının yeniden yapılandırılmasına izin veren bir şekilde yeniden yapılandırılabilir.
Tıbbi Görüntüleme ve Giyilebilir Sağlık İzlemeleri
Portatif ultrason, X-ray ve MR alıcıları FPGA-integrated ADCs'nin kompakt ayak izinden faydalanır.In ultrason sistemleri, bir dizi pastazoelektrik elementleri, yüksek çözünürlükte örneklenmiş olan analog yankılar üretir (12-14 bit) ve tam zamanlı olarak ayarlı bir aDC'ler ile bir FPGA'nın tüm multichannel satın alma işlemini yönetebilir, gerçek zamanlı kirişli algoritmaları aynı zamanda yapar. Sonuç, görüntü kalitesi ile karşılaştırılabilir olan el ultrasonal sistemlerdir.
Bilimsel Araştırma ve Yüksek Ön Değerlendirme Aletleri
Deneysel fizik, spektroskopi ve seismoloji genellikle yüzlerce veya binlerce sensörden elde edilen veri toplamasını gerektirir. FPGA-integrated ADCs, gerçek zamanlı olarak geçici sinyalleri filtrelemek için zor bir çözüm sunar. Örneğin, ADCs'in on iki katına kadar düzeltmesi ve örnekleme oranları, hem de MSPS'nin düşük maliyetli olması için güvenli bir şekilde depolama alanı oluşturmaları için yeterli miktarda veri azaltımı sağlar.
Industrial Otomasyon, Power Electronics ve Sensör Ağları
Fabrika katlarında ve enerji-grid izlemesinde, mevcut, gerilim, vibrasyon ve sıcaklık kritiktir. FPGA-integrated ADCs yüksek hızlı, çok eksenli vibrasyon izleme tahmin edici bakım için - her sensör hızlayıcısı, hızlayıcı bir devrelerin hızlanması, testlerin FFT'lerin otomatik olarak bir endüstriyel Ethernet bağlantısını geliştirmesine olanak sağlar.InGA güçlendiriciler (e.g., solar dönüştürücüler, motor sürücüleri), ultra-düşükücük bir gecikmesi, dijital kontrol döngülerini içerir, ADC'nin otomatik olarak tekrarlanabilirlik maliyetinin üzerinde tekrarlanabilirlik sağlar.
Otomotiv ve Özerk Sistemler
Modern araçlar birden fazla sensöre güveniyor – kameralar, LiDAR, radar, ultrasonik. FPGA-integrated ADCs daha sonra gelişmiş sürücü-asistance sistemleri (ADAS) örneğin, yüksek bant genişliği ADCs kullanan yanlı lazer pul pul pulsları; FPGA daha sonra donanımdaki mantığı gerçekleştirir ve donanımda kullanım mantığına yardımcı olur.
Overcome için meydan okumalar
Termal Yönetim ve Heat Dissipation
Yüksek verimli bir şekilde FPGA ile birlikte güçlendirici ADC bloklarını entegre etmek, ADC'nin analog devreleri, hangi ısıtımı ve sinyal-toğrafsız sıcaklık oranını azaltabilecek şekilde hassastır. Etkili termal çözümler - dış soğutma gibi - yüksek çözünürlükte yüksek ambalaj teknolojileri, 2.5D interposers gibi yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte zorunludur.
Yüksek Geniş Modes'te Güç Tüketimi
Sistem seviyesi gücü genellikle azalırken, yüksek hızlı ADC (e.g., >1 GSPS)'nin mutlak gücü tüketimi, uygulamadaki performansa uygun gereksinimleri karşılayan FPGA'nın gücü ağını etkileyebilir.
Tasarım Kompleksi ve Karma-Signal Verification
FPGA-integrated ADCs ile çalışmak hem analog hem de dijital alanlarda uzmanlık gerektirir. analog ön uç, FPGA kumaşının dijital geçiş gürültüsünden düzgün bir şekilde ayrıştırılmalıdır - titiz simülasyon ve dikkatli bir şekilde tasarım uygulamaları talep eden bir görev. Dijital RTL ile eş-değerlendirmek için araçlar saf dijital FPGA tasarımı için saf dijital FPGA tasarımı için bunlardan daha az olgun olmalıdır.
Analog Performans Ticareti-Offs
ADC'leri dijital olarak tanımlayan bir süreçtir (FPGA'lar içintip) analog performans, en iyi sınıfsız bölümlere kıyasla adanmış bir ADC'nin eş zamanlı olarak işlenmesi anlamına gelir.For Extreme requested metrology applications (ENOB), çok yönlü dinamik aralığı (SFDR) ve diferansiyel denklem (DNL) her nesile kıyasla daha da kötü olabilir.
Maliyet Implikasyons
Entegre yüksek performanslı ADC'ler daha büyük ölü alanları işgal ediyor ve daha pahalı ambalaj kullanıyor, bu da dış bileşenleri ortadan kaldırarak toplam sistem maliyetinin azaltılması ve montajın basitleştirilmesiyle ilgili. Düşük performanslı sistemler için, yüksek hacimli çözümlere bağlı olarak daha ekonomik olabilir.
Future Yol ve Gelişen Trendler
Yüksek entegrasyon Densities and Multi-Channel ADCs
FPGA üreticileri, tek bir ölü üzerinde entegre edilen ADC kanallarının sayısını sürekli olarak artırıyor. Bir sonraki nesil cihazlar 16 veya daha eş zamanlı bağlantılarını kullanarak, farklı proses düğümlerinin, büyük MIMO iletişim ve çok-sensor füzyon sayısını ayrı ayrı bir araya getireceğimizi gösteriyor.
Tümleşik ADCs ile Edge'de Makine Öğrenme
AI inference kenara taşınırken, analog sinyalleri modelleme yeteneği ve aynı FPGA'daki makine öğrenme algoritmaları güçlü hale gelir. Örneğin, FPGA-integrated ADC ile bir vibrasyonel ağ çalıştırabilir ve on-veya işlemle ilgili temelleri ve yapılandırmayı gerçekleştirmek için hafif bir sinir ağı çalıştırabilirsiniz.
Yazılım destekli Instrumentation ve Virtualisation
FPGASINININININININININ GENÇLİKLER, yük jeneratörü, spektrum analizörü veya mantık analiz cihazı, yüklü bir yapılandırmaya bağlı olarak, bu esneklik zaten açık kaynaklı SDR platformlarında ticarileşmiştir. Gelecekte, bulut kontrollü bir araçlama yeniden yapılandırılabilir FPGACADCADCADCADC, çok sayıda analog giriş sinyalleri için uzaktan, çok yönlü ölçüm yetenekleri sağlar.
Geliştirilmiş Güç Verimliliği ve Gelişmiş Süreç Nodes
Daha küçük proses düğümlerine (örneğin, 7 nm, 5 nm) hem dijital mantık yoğunluk hem de analog performansa fayda sağlar. FinFET ve kapı-tüm transistörler gürültüyü azaltır ve daha düşük enerjide örnekleme oranları sağlar. 3D yığınlama, bir sonraki beş yıl içinde olgun bir analog süreci karıştırarak, şu anda entegre ADCs ile çatışan iletişim ve altüst iletişimin açılışını yapmak için vaat eder.
Standartlaştırma ve Ekosistem Büyüme
Tasarım karmaşıklığını azaltmak için, ADC kontrolü için satıcı tarafından ilan edilen IP blokları, kalibrasyon ve veri paketlemesi daha sofistike hale geliyor ve kullanıcı dostu.Intel® FPGA SoC cihazları) gibi, grafiksel bir araç veya yazılım API ile yapılandırılabilir ADCHE alt sistemler gibi hazırlanabilir.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
ADC'ler, yüksek hızlı örnekleme, yeniden yapılandırılabilir mantık ve veri analiz ve analog performansı yeniden şekillendiren minimizasyondur. Kompakt tıbbi radyolardan geniş bantlı yazılım tanımlı radyolara kadar, FPGA-integrated, bu, günümüzde daha ön planda bulunan birçok kompakt ve yeniden yapılandırılabilir bir teknoloji çözümlerin geri kalanını tanımlayan varsayılan tercihleri sunar.