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      借助 Zynq UltraScale+ RFSoC 縮短設計周期同時最小化風險

        2019年02月13日  

        作者:Robert Sgandurra,Pnetek公司產品總監

        當面對一個項目計劃時,你最后一次聽到“需要多長時間就花多長時間”或者“如果第一次不成功,不要擔心,你總能搞定的”這些話大概是什么時候的事?很可能從來就沒有過。隨著FPGA變得越來越強大,處理的任務范圍也越來越廣,縮短設計周期并且最小化風險變得前所未有的重要。

        Pentek公司作為一家商用現貨(COTS)FPGA的數據處理和采集產品制造商,通常是FPGA技術與最終用戶應用之間的接口。這使得Pentek處于支持客戶作為工程合作伙伴的獨特位置,其最終共同目標是解決他們的最終需求。Pentek已經學到了很多關于如何縮短設計周期和最小化客戶風險的知識。以下是Pentek及其客戶發現的有價值的一系列策略。

        利用 FPGA 設計工具

        Pentek公司推出的每一款基于FPGA的產品交付時都附帶一整套功能包,作為IP來進行安裝。盡管這些產品可以直接用來實現數據采集和處理的解決方案,但是大多數用戶都會安裝自己自定義的IP來進行特定應用的處理。Pentek公司推出的FPGA設計工具集搭配Zynq UltraScale+ RFSoC會提供所有生產用的IP以及一些通用功能的IP庫,用戶在搭建自己設計時可以用到。這些IP集成模塊可以輕松的導入Xilinx Vivado設計工具,所有IP都支持AXI4協議并且可以無縫對接Xilinx提供的IP資源。這可以讓我們快速訪問整個設計,不用再去學習新的工具或者了解IP設計定義,從而節省了項目啟動時間。

        圖1:利用Xilinx和Pentek向導模塊組合開展的FPGA設計

        使用廠家提供的 IP

        雖然每個用戶的設計都是不同的,但是所需的許多功能都是相似的,每一款硬件產品所提供的IP不僅支持硬件特性,比如A/D轉換板卡的數據采集或者D/A轉換板卡的波形發生器,而且還支持一些比較常見的高級功能,原本這些功能可能是由硬件來處理的。Pentek公司推出的基于Zynq UltraScale+ RFSoCs的產品支持以下功能庫:

        數據采集用于抓取和傳輸A/D數據

        波形生成,將數據傳輸給D/A或者讀取存儲在內存中的波形數據

        用于雷達測試應用的雷達啁啾聲和信號發生器

        A/D校正功能

        100GigE UDP引擎

        DMA引擎用于高速數據流設計

        在每種情況下用戶都可以通過編輯提供的VHDL源代碼來使用這些IP功能,在所有情況下從競爭的角度來看經過測試的IP加速了產品開發并且降低了風險。

        簡化從開發到部署的流程

        Pentek公司推出的Quartz系列采用的是Zynq UltraScale+ RFSoCs,而且都是基于QuartzXM,它是一款緊湊的模塊系統,包括了Zynq UltraScale+ RFSoC所需的所有電路設計。

        圖2:Model 6001 QuartzXM RFSoC模塊化系統

        這個設計背后的想法很簡單:解決模塊電路設計和PCB方面面臨的最大挑戰,并且保證Zynq UltraScale+ RFSoC最佳的模擬和數字性能。當這款模塊設計完成并且經過驗證,Pentek公司可以擴展為各種接口形式的模塊,比如PCIe和3U VPX。

        圖3:Model 5950,3U VPX RFSoC模塊板卡(拆下蓋子顯示的是QuartzXM)

        雖然以標準的形式提供這種設計非常重要,但是用戶所能看到的最大好處是可以在有限的空間或者不滿足標準形式應用部署Zynq UltraScale+ RFSoC。Pentek公司提供的工具集包含所需的電氣、機械和散熱設計指導,讓客戶能夠為QuartzXM設計自己的承載板卡。將如此多的功能封裝在QuartzXM模塊中,用戶可以從一款經過驗證的Zynq UltraScale+ RFSoC平臺開始,專注于更簡單的承載板卡設計。此外它還提供了一套標準的、低成本的、易于操作的原型開發流程,用戶可以根據自己情況選擇PCIe接口的Quartz模塊,或者使用3U VPX形式的模塊,還提供低成本的Model 8257開發模塊共用戶選擇。開發好應用程序IP和軟件之后,在需要時可以通過設計定制的載板將解決方案部署到系統中,因為這兩個系統的硬件核心是相同的,所有IP和軟件可以在不做任何更改的情況下從開發移植到部署系統中,所以這些設計技術都大大降低了風險,縮短了開發時間。

        提供工程師對工程師的支持方式,確保產品的成功

        即使提供最好的產品文檔也抵不上工程師對工程師的對話交流,這對于設計的整個周期可以最小化風險同時節省時間。Pentek公司推出的所有產品都提供免費的終身技術支持服務,如果出現問題客戶可以隨時聯系到Pentek公司的工程師。

        設計周期時間和降低風險是整個項目過程中非常真實重要的一部分,盡管風險永遠是開發創新過程中固有的一部分,Pentek公司的態度是認為降低風險縮短設計周期與為客戶提供最高性能和創新產品是同等重要的事情。

        了解更多關于Zynq UltraScale+ RFSoC的信息,請訪問:

        http://china.xilinx.com/rfsoc

        了解更多關于Pentek Quartz系列的信息,請訪問:

        https://www.pentek.com/RFSoC/RFSOCPrd.cfm

        想要使用Penrek FPGA設計工具套件,請訪問:

        https://www.pentek.com/navigator/navigator.cfm

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