VPX8800 mimoVST:VPX架构MIMO信号收发仪
开源VPX板卡 >>
VPX8800基于Xilinx第三代RFSoC,提供8个5GSPS采样率的ADCs和8个10GSPS采样率的DACs,采用射频直采模式实现高品质的射频指标,可以作为高性能MIMO信号发生器和MIMO信号分析仪。
-
超高瞬时带宽
当前的无线标准(如Wi-Fi或5G NR)使用越来越宽的信道带宽,用于实现更高的峰值数据速率。最新的802.11be Wi-Fi标准定义的最大信道带宽为320 MHz。5G NR标准在FR1中定义的最大信道带宽为400 MHz。卫星通信的带宽达到960MHz,甚至更高。这些标准会继续演变,未来几年将能够支持更高的信道带宽。
此外,仪器的带宽要求往往会高于无线通信信道的带宽。例如,在数字预失真(DPD)条件下测试RF功率放大器(PA)时,测试设备本身必须提取PA模型,纠正非线性行为,然后生成经修正的波形。高级DPD算法通常需要3到5倍的RF信号带宽。因此,对于5G NR FR1(400 MHz信号),仪器带宽要求可能高达2 GHz,对于802.11be(320 MHz信号)可能达到1.6 GHz。
测试5G NR设备时,许多5G载波相差几百兆赫。借助VPX8800的宽带宽特性,工程师可以使用一台仪器生成或分析多个5G NR载波,而不必再使用多台仪器。
此外,宽带雷达系统通常需要高达2 GHz的信号带宽来准确地捕获脉冲信号。而且,在频谱监测系统中,设备的带宽可显著提高扫描速度。所以,更宽信号带宽是许多先进研究应用的基本要求。
-
高密度射频通道
现代通信标准使用的是复杂的多天线技术。在这些系统中,多输入多输出(MIMO)配置通过更多空间流提供更高的数据速率,或通过波束成形提供更稳定的通信。得益于MIMO的这些优势,802.11be或5G NR等下一代无线技术将采用更复杂的MIMO方案,在单个设备上使用多达128根天线。
不足为奇的是,MIMO技术大大增加了设计和测试的复杂程度。它不仅增加了设备的端口数量,同时也提出了多通道同步要求。为了测试MIMO设备,RF测试设备必须能够同步多个RF信号发生器和分析仪。传统的VST通常只有1个发射和1个接收通道,如果构建一个MIMO4x4的测试环境,就需要4台VST配合时钟和同步模块来级联构成。
-
标准模块化架构
作为一种高带宽、高速率的计算机总线,VPX总线具有以下优点:
· 高速率:VPX总线突破了PCIe/PXIe的速率瓶颈,特别适合高性能和带宽密集型应用,比如无线通信和雷达等。
· 可扩展性:VPX总线具有可扩展性,能够支持多种不同的应用需求和不同的系统级拓扑结构,同时还能够扩展到多个卡槽。
· 高可靠性:VPX总线的设计考虑到了高可靠性,能够根据需要支持热插拔和热交换功能,降低维护和操作成本。
· 军用级别的标准化:VPX总线的标准制定和实施与军用应用有关,使其成为高性能计算、通信、航空航天,国防和安全领域等方面的理想选择。
· 通用性强:VPX总线的卡槽和组件能够与不同的处理器和系统组合使用,具有兼容性和可扩展性。
总的来说,VPX总线具有高速率、可扩展性、高可靠性、军用级别的标准化和通用性强等优点,能够满足高性能和带宽密集型应用的需求。
得益于VPX架构的优越性, VPX8800可以轻松搭建更大规模的MIMO阵列,工程师可以在一个4槽VPX机箱中同步2个mimoVST或者8槽VPX机箱中同步4个mimoVST,从而构建一个MIMO16x16或者MIMO32x32的系统。
VPX8800 mimoVST的主要特性
VPX8800技术参数
-
核心配置
· 射频片上系统 (RFSoC) 的一体化器件 · 支持8路发送,8路接收 · 具备内置数字信道化功能 · 支持1MHz~6GHz频点
· DAC支持最大9.8304GHz采样时钟 · ADC支持最大4.9152GHz采样时钟
-
背板互联
· 汇聚卡交换
① 支持与VPX6130数据交换 ② 收发器16个通道 ③ 速率9.83Gbps
· 主控卡数据交换
① 支持与主控卡数据交换 ② PCIE3.0x8接口
-
支持RJ45网口
-
内部存储
· PL DDR4
① 双通道
② 每通道64bit位宽
③ 每通道缓存4GB
④ 2600Mbps
· PS DDR4
① 单通道
② 64bit位宽
③ 4GB容量
④ 2133Mbps
· QSPI flash
① 8bit并行模式
② 128MB容量
③ 支持系统启动
· TFCard
① 支持系统启动
· 硬盘
① M.2 NVME接口
② PCIE2.0x4
③ PS侧挂载
④ 最大支持2TB
-
调试接口
· 内置JTAG仿真器 · USB-C接口集成UART
-
参考与触发
· 参考输入输出 · 触发输入输出 · OCXO高稳晶振 · 内置导航级GPS模组
-
尺寸与供电
· P0背板供电 · ATX调试供电 · 标准6U 5HP,233.3x160mm · 典型功耗,运行50%逻辑,60 Watt