應對嚴苛系統(tǒng)中的Direct RF技術

通過采用多芯片架構，Mercury Systems的Direct RF FPGA大大縮小了系統(tǒng)占用面積，并大幅提升了數(shù)據(jù)吞吐量，助力嚴苛環(huán)境下的高性能計算。

你將了解：

• 什么是Direct RF？

• Mercury Systems的模塊如何集成Direct RF支持？

Direct RF技術的崛起

隨著現(xiàn)代無線通信和信號處理需求的不斷增加，Direct RF技術應運而生。Direct RF是指將模數(shù)轉換器（ADC）和數(shù)模轉換器（DAC）與現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）集成在同一個封裝中。這種技術不僅能夠大大減小系統(tǒng)的占用面積，還能顯著提高數(shù)據(jù)的吞吐量，從而極大地優(yōu)化系統(tǒng)的性能。

Direct RF技術的應用涵蓋了廣泛的領域，其中之一就是軟件定義無線電（SDR）。在這種情況下，F(xiàn)PGA的高性能至關重要，因為它可以處理大量實時數(shù)據(jù)，并且能夠在盡可能低的延遲下進行復雜的信號處理。這正是Direct RF技術的優(yōu)勢所在，它使得FPGA與ADC/DAC的集成變得更加緊密，從而大幅提升系統(tǒng)的速度和效率。

Mercury Systems的突破性設計

Mercury Systems最新推出的Direct RF FPGA解決方案將這一技術進一步發(fā)展。Brian Fitzgerald，Mercury Systems的工程總監(jiān)，介紹了該公司的最新產品——DRF2580模塊。該模塊采用了英特爾Agilex 9 SoC FPGA，支持Direct RF功能。通過集成ADC和DAC，該模塊在保持小型化設計的同時，實現(xiàn)了卓越的性能表現(xiàn)。

DRF2580模塊設計用于插入VPX載板，并且配備了16 GB的DDR4 SDRAM，確保了充足的存儲空間以處理大量數(shù)據(jù)。其多芯片封裝不僅提升了性能，還提供了更好的模擬隔離，這在苛刻的應用場景中尤為重要。

DRF2580模塊的技術亮點

這款Agilex FPGA的核心亮點包括四個高性能通道，每個通道均擁有64 G樣本/秒、10位分辨率的ADC和DAC。如此強大的數(shù)據(jù)采樣率和分辨率使其能夠在高帶寬應用中表現(xiàn)出色，尤其適合需要高精度和低延遲的數(shù)據(jù)處理任務。此外，該模塊還集成了1 Gb的串行閃存用于FPGA配置，同時提供了強大的電源管理支持，確保在嚴苛環(huán)境下的可靠運行。

除了核心數(shù)據(jù)通道，DRF2580還配備了1.5 GHz的四核Arm Cortex-A53計算單元，這進一步增強了其處理能力。這一計算單元的引入，使得該模塊能夠不僅僅依賴FPGA處理任務，還可以高效地執(zhí)行額外的計算任務，從而提高整個系統(tǒng)的靈活性。此外，模塊還提供了八個單端GPIO和16對LVDS連接，擴展了與其他系統(tǒng)和傳感器的連接能力，進一步提高了模塊的適用性。

Direct RF技術的優(yōu)勢

Direct RF技術的優(yōu)勢不僅僅在于更小的占用面積和更高的吞吐量。通過將ADC和DAC與FPGA集成，Direct RF解決了傳統(tǒng)系統(tǒng)中經常遇到的模擬信號隔離問題。多芯片封裝使得不同功能模塊之間可以使用最合適的晶體管和封裝技術，從而提升了每個模塊的性能。

這一架構使得Direct RF FPGA非常適合用于嚴苛的工業(yè)環(huán)境、國防應用以及高可靠性要求的航空航天領域。在這些場景中，設備通常需要在極端的溫度、振動和電磁干擾條件下工作，而Mercury Systems的解決方案能夠確保系統(tǒng)在這些條件下穩(wěn)定運行。

未來展望：推動高性能計算的發(fā)展

Direct RF FPGA的應用不僅限于當前的無線通信和信號處理領域。隨著5G、衛(wèi)星通信、雷達系統(tǒng)以及自動駕駛等新興技術的發(fā)展，高性能、低延遲的FPGA將成為這些領域的核心組件。Mercury Systems的DRF2580模塊以其創(chuàng)新的Direct RF架構，為未來的高性能計算和通信提供了強大的技術支撐。

展望未來，Direct RF技術將進一步縮短處理時延，增強信號處理的靈活性，同時減少能耗和系統(tǒng)復雜性。對于正在尋找緊湊而高效的信號處理解決方案的工程師和系統(tǒng)設計師而言，Mercury Systems的Direct RF FPGA模塊無疑是一個非常具有吸引力的選擇。