滿(mǎn)足RF處理需求的嵌入式儀器設計

無(wú)線(xiàn)市場(chǎng)就像是我們的一個(gè)新生的領(lǐng)域。新的射頻(RF)技術(shù)的爆炸性增長(cháng)為解決老問(wèn)題創(chuàng )造了新機會(huì )。靈活的高分辨率波形生成，數字化以及分析子系統能夠利用射頻信號配合下變頻, 并且調整多個(gè)關(guān)心點(diǎn)也是必需的。在并發(fā)，實(shí)時(shí)和多通道解調這些領(lǐng)域必須使用各種各樣的策略。通常，這種設備必須便于攜帶和在操作惡劣環(huán)境條件下使用，因此給包裝，能耗和管理提出了巨大的挑戰。

　　現有解決方案采用陣列的專(zhuān)用數字信號處理器(DSP)與一個(gè)RF數字化轉換器協(xié)同工作提供需要實(shí)施下變頻和解調功能的計算帶寬。雖然有效，但是這種方法是復雜和昂貴的，因為多處理器編程需要復雜的流程管理和負載平衡，同時(shí)還要避免競爭條件和數據瓶頸。

　　兼顧行業(yè)標準，現有的COM Express PC架構以及結合采用基于PCI Express XMC模塊的開(kāi)發(fā)工具的高度模塊化的設備, 創(chuàng )造了經(jīng)濟、可定制的射頻處理模塊化的解決辦法。

　　方法

　　主流DSP器件的性能停滯不前，這種設備系統時(shí)鐘目前僅限于1GHz或更少，在100兆赫主頻與64位外部總線(xiàn)的條件下，帶寬限制在大約800MB/s的吞吐量。相比之下，英特爾和AMD繼續發(fā)展x86架構，增加指令集的優(yōu)化，增強緩存，浮點(diǎn)協(xié)處理和片上多內核逐步增加。四核心處理器3 GHz主頻的處理內核和5Gb/s的外部總線(xiàn)帶寬是無(wú)處不在。此外，卓越的英特爾高性能多媒體函數庫支持本地信號處理的x86處理器快于現有的DSP器件一個(gè)數量級，并且更方便和更準確地提供80位浮點(diǎn)能力。但是，臺式機或工業(yè)PC不符合許多嵌入式應用的便攜性，包裝要求和環(huán)境要求。

　　幸運的是，由于PC作為一個(gè)開(kāi)發(fā)和處理工具的巨大影響，市場(chǎng)已經(jīng)提供了一些小尺寸的PC標準，非常適合建立嵌入式，便攜式儀表，如COM-Express架構。在滿(mǎn)足各種用戶(hù)的最大可靠性，可擴展性，便攜性和計算性能要求這方面COM-Express架構已成為事實(shí)上的標準。

　　一些有信譽(yù)的電子產(chǎn)品制造商，如德國控創(chuàng )，Radisys，DTI和Advantech提供了COM-Express模塊的產(chǎn)品。價(jià)格范圍大約從每塊400美元到2000美元。定價(jià)主要取決于計算能力和所需要的溫度，震動(dòng)和環(huán)境功能要求。

　　COM-Express模塊都是中間層模塊，可以安裝到定制以滿(mǎn)足特定的應用需求的載板上。

　　Innovative Integration已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一個(gè)特殊的載板以滿(mǎn)足嚴格要求的嵌入式射頻處理市場(chǎng)。打包到該公司新嵌入式儀器中的產(chǎn)品有：一個(gè)COM-Express模塊， I / O擴展模塊和一系列的集成外設相結合，創(chuàng )造一個(gè)可嵌入到OEM設備中的小型堅固耐用PC機，可以制造一個(gè)智能，自我管理儀器，伺服控制或RF處理節點(diǎn)。

　　通常在電腦上任何的標準外設，包括以太網(wǎng)通信，磁盤(pán)驅動(dòng)器， USB和SATA接口，基于嵌入式儀器系統都可以使用。鍵盤(pán)和視頻端口可以輔助現場(chǎng)診斷。例如，我們可以實(shí)現一個(gè)嵌入式儀器安裝在位于外國的遠程站點(diǎn)，可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)使用遠程桌面或VNC的的技術(shù)支持在公司辦事處工作人員提供交互式支持或軟件升級。

　　雖然，COM Express PC的成本和計算優(yōu)勢與傳統芯片級DSP解決方案相比是巨大的， COM-Express架構效益的一個(gè)重要方面是能夠利用現有的良好的可用于個(gè)人電腦開(kāi)發(fā)和調試工具。而鑒于德州儀器或ADI公司是他們DSP器件編譯器和調試工具的唯一來(lái)源，個(gè)人電腦市場(chǎng)上成千上萬(wàn)的供應商提供先進(jìn)的成熟的X86電腦開(kāi)發(fā)工具，具有優(yōu)異的性能和低成本。此外，傳統的臺式機可用作主機，這些工具進(jìn)一步加快和簡(jiǎn)化了COM-Express的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的過(guò)程。