應(yīng)對(duì)嚴(yán)苛系統(tǒng)中的Direct RF技術(shù)

通過(guò)采用多芯片架構(gòu)，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(yán)苛環(huán)境下的高性能計(jì)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(shù)的崛起

隨著現(xiàn)代無(wú)線通信和信號(hào)處理需求的不斷增加，Direct RF技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。Direct RF是指將模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）與現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）集成在同一個(gè)封裝中。這種技術(shù)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(shù)的應(yīng)用涵蓋了廣泛的領(lǐng)域，其中之一就是軟件定義無(wú)線電（SDR）。在這種情況下，F(xiàn)PGA的高性能至關(guān)重要，因?yàn)樗梢蕴幚泶罅繉?shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并且能夠在盡可能低的延遲下進(jìn)行復(fù)雜的信號(hào)處理。這正是Direct RF技術(shù)的優(yōu)勢(shì)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(shè)計(jì)

Mercury Systems最新推出的Direct RF FPGA解決方案將這一技術(shù)進(jìn)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(chǎn)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(guò)集成ADC和DAC，該模塊在保持小型化設(shè)計(jì)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了卓越的性能表現(xiàn)。

DRF2580模塊設(shè)計(jì)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(chǔ)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(yīng)用場(chǎng)景中尤為重要。

DRF2580模塊的技術(shù)亮點(diǎn)

這款A(yù)gilex FPGA的核心亮點(diǎn)包括四個(gè)高性能通道，每個(gè)通道均擁有64 G樣本/秒、10位分辨率的ADC和DAC。如此強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采樣率和分辨率使其能夠在高帶寬應(yīng)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(wù)。此外，該模塊還集成了1 Gb的串行閃存用于FPGA配置，同時(shí)提供了強(qiáng)大的電源管理支持，確保在嚴(yán)苛環(huán)境下的可靠運(yùn)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(jì)算單元，這進(jìn)一步增強(qiáng)了其處理能力。這一計(jì)算單元的引入，使得該模塊能夠不僅僅依賴FPGA處理任務(wù)，還可以高效地執(zhí)行額外的計(jì)算任務(wù)，從而提高整個(gè)系統(tǒng)的靈活性。此外，模塊還提供了八個(gè)單端GPIO和16對(duì)LVDS連接，擴(kuò)展了與其他系統(tǒng)和傳感器的連接能力，進(jìn)一步提高了模塊的適用性。

Direct RF技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

Direct RF技術(shù)的優(yōu)勢(shì)不僅僅在于更小的占用面積和更高的吞吐量。通過(guò)將ADC和DAC與FPGA集成，Direct RF解決了傳統(tǒng)系統(tǒng)中經(jīng)常遇到的模擬信號(hào)隔離問(wèn)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(shù)，從而提升了每個(gè)模塊的性能。

這一架構(gòu)使得Direct RF FPGA非常適合用于嚴(yán)苛的工業(yè)環(huán)境、國(guó)防應(yīng)用以及高可靠性要求的航空航天領(lǐng)域。在這些場(chǎng)景中，設(shè)備通常需要在極端的溫度、振動(dòng)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(yùn)行。

未來(lái)展望：推動(dòng)高性能計(jì)算的發(fā)展

Direct RF FPGA的應(yīng)用不僅限于當(dāng)前的無(wú)線通信和信號(hào)處理領(lǐng)域。隨著5G、衛(wèi)星通信、雷達(dá)系統(tǒng)以及自動(dòng)駕駛等新興技術(shù)的發(fā)展，高性能、低延遲的FPGA將成為這些領(lǐng)域的核心組件。Mercury Systems的DRF2580模塊以其創(chuàng)新的Direct RF架構(gòu)，為未來(lái)的高性能計(jì)算和通信提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐。

展望未來(lái)，Direct RF技術(shù)將進(jìn)一步縮短處理時(shí)延，增強(qiáng)信號(hào)處理的靈活性，同時(shí)減少能耗和系統(tǒng)復(fù)雜性。對(duì)于正在尋找緊湊而高效的信號(hào)處理解決方案的工程師和系統(tǒng)設(shè)計(jì)師而言，Mercury Systems的Direct RF FPGA模塊無(wú)疑是一個(gè)非常具有吸引力的選擇。