在之前接觸的設(shè)計(jì)中如果涉及要實(shí)現(xiàn)ADC采樣的話,往往會(huì)從精度和速率來(lái)考慮對(duì)性能的影響,一般來(lái)說(shuō)精度是固定的或有一個(gè)最大精度設(shè)置,但是采樣速率的話,過(guò)快會(huì)造成采樣不準(zhǔn)確,往往會(huì)對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)的性能造成限制,所以一直期望有這樣一個(gè)系統(tǒng):可以實(shí)現(xiàn)高速ADC采樣并將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)端存儲(chǔ)也可以本地存儲(chǔ),最關(guān)鍵的是采樣速率要快,存儲(chǔ)的速度要快,同時(shí)在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)是靈活度要高。而VadaTech最新推出的VT988恰好就是這樣一個(gè)系統(tǒng)原型。
VadaTech高速16通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)VT988
VadaTech最新推出的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)支持16通道8bit的ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換,其采樣數(shù)率高達(dá)3G每秒,最關(guān)鍵的是這個(gè)系統(tǒng)采用了之前沒(méi)有見(jiàn)過(guò)的獨(dú)特架構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在這個(gè)系統(tǒng)中,巧妙地將一款Xilinx 的Kintex-7 FPGA和 一塊 Nvidia的Jetson TX2 SOM系統(tǒng)結(jié)合在一起,下面是這個(gè)系統(tǒng)的方框圖(剛好是上圖展開(kāi)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖):
VadaTech 高速16通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方框圖
從上面的方塊圖中可以明顯地看到,系統(tǒng)中的Kintex-7 485T FPGA通過(guò)一個(gè)接口連接到高速ADC轉(zhuǎn)換接口。這個(gè)系統(tǒng)十分適合用于實(shí)現(xiàn)靈活高速的I/O任務(wù),同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)濾波處理和DDC低頻轉(zhuǎn)換,不過(guò)從方框圖中可以看出 一個(gè)問(wèn)題,那就是我們采集的樣本數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)到什么地方去了呢?在板卡上,F(xiàn)PGA芯片會(huì)同時(shí)連接到板卡上的兩個(gè)100GbE的SFP+ 接口處(或者經(jīng)由一個(gè)板上的GbE選擇器選擇連接到四個(gè)GbE端口),從而實(shí)現(xiàn)樣本里data的搬移存儲(chǔ),但是,盡管如此,如果ADC模塊全部全速運(yùn)行的話,這些端口還是沒(méi)法滿足快速將如此多的ETH數(shù)據(jù)遷移運(yùn)輸,所以說(shuō),對(duì)于data的存儲(chǔ)還是需要有本地存儲(chǔ)單元來(lái)支持,尤其是如果你的處理程序需要用到一些板卡上的數(shù)據(jù)時(shí),本地存儲(chǔ)就比ETH獲取數(shù)據(jù)方便很多。
對(duì)于本地存儲(chǔ)的問(wèn)題,其實(shí)Nvidia Jetson SOM板上系統(tǒng)本身就集成了8GB的 LPDDR4 SDRAM存儲(chǔ)單元在模塊上,系統(tǒng)中的Kintex-7 FPGA芯片可以通過(guò)TX2上的PCIe Gen 2X4的接口來(lái)訪存這個(gè)存儲(chǔ)單元,這確實(shí)是一個(gè)有點(diǎn)意思的系統(tǒng)架構(gòu)。
VadaTech VT988 是一個(gè)1U,19英尺長(zhǎng)的模塊,它的16路ADC通道可以通過(guò)自身的SMC連接器外接到外部,下面是這個(gè)系統(tǒng)的接口側(cè)面圖:
上面這個(gè)架構(gòu)確實(shí)在小編之前接觸的板卡系統(tǒng)中沒(méi)有見(jiàn)過(guò),其實(shí)這個(gè)系統(tǒng)總體來(lái)講是利用了FPGA的端口可配置性,在實(shí)現(xiàn)多通道ADC轉(zhuǎn)換的同時(shí),可以連接到ETH接口,對(duì)采樣data進(jìn)行遠(yuǎn)端存儲(chǔ),但是同時(shí)也可以利用TX2的loaca 存儲(chǔ)單元,實(shí)現(xiàn)data的本地存儲(chǔ),這樣對(duì)于需要本地data的program就沒(méi)有了data路徑的限制,對(duì)于不需要local data的program可以將data存儲(chǔ)在外部,是一種比較有意思的設(shè)計(jì),這也從另一個(gè)角度說(shuō)明了基于FPGA的設(shè)計(jì)對(duì)于設(shè)計(jì)的靈活性支持真的十分重要。
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數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
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原文標(biāo)題:一個(gè)新穎的系統(tǒng)架構(gòu): Kintex-7 FPGA + Nvidia TX2 = 16通道高速ADC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
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