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运用FPGA 增强了RF仪器的面貌与应用

时间:10-16 来源:mwrf 点击:

    FPGA是一种可以重复改变组态的电路,可让设计者进行编程的逻辑闸元件,特别适用于产品开发时必须不断变更设计的应用,以有效加速产品上市时间。而FPGA电路的特性,特别适合用于软件定义的测试系统架构,这也正式目前NI推出软件定义RF测试仪器的最大优势。

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    其实,回顾过去这几十年,无线通讯成为科技产业显学,而透过软件定义的RF测试系统架构也随之越来越热门。现在几乎每一种商用现成(Commercial Off-The-Shelf;COTS)自动化RF测试系统都开始采用应用软件,其便利处在于可以透过汇流排界面,直接衔接仪器使用。

    只不过,RF应用越来越复杂,这让工程师遭遇更多测试方面的挑战,也就是功能需求越来越高,但测试时间与成本却无法成正比增加。虽然测试量测运算式、汇流排速度与CPU速度等方面的进步,有助于缩短测试时间,然而这还不够让测试时间有大幅的缩短。还必须更进一步深入改良,才有办法解决RF测试应用日渐复杂的问题。

    正是为了满足速度与弹性的需求,COTS RF测试仪器增强了对于FPGA的使用。FPGA是可再程式化的电路,透过设计者自行设定,可将软件开发环境加入客制化的硬体功能。尽管将FPGA用于RF测试仪器算是令人耳目一新的创举,但通常这些FPGA仅具有特殊用途的固定功能,开放客制化的空间不大。

    就这一点来看,使用者可设定功能的FPGA,明显胜过封闭式固定功能的FPGA。有了可设定功能的FPGA,设计者即可将RF仪器客制化,进而满足特定的应用需求。

    矢量信号收发器(Vector Signal Transceiver;VST)是针对客制化需求而生的全新仪器,结合了矢量信号产生器(Vector Signal Generator;VSG)与矢量信号分析器(Vector Signal Analyzer;VSA),再搭配FPGA架构的即时信号处理与控制功能,让设计人员可以即时进行软件的修改,让仪器直接进行客制化功能。

    NI所开发的全球首创VST,配备使用者可设定功能的FPGA,可将客制运算式直接加入仪器的硬体设计。这样的软件设计方式,可让VST同时兼具软件定义无线电(Software-Defined Radio;SDR)架构的弹性,以及RF仪器等级的效能。这是一项创举,RF仪器从此有了全新的面貌与应用。

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