珠联璧合 ADI携手Xilinx推突破性SDR方案

2014-05-23 11:17:32来源: EEWORLD

     ADI与Xilinx这两家公司无论从发展道路,还是公司规模上来讲都颇为相似,加之两家公司皆是各自领域的领导者,所以,专注于高性能模拟集成电路的ADI与FPGA领导厂商Xilinx曾在多个领域携手合作,成就佳话。如今,在4G兴起的时代,ADI与Xilinx又看到了共同的市场,展开了新一轮的针对软件定义无线电(SDR)应用的合作。
   
从左至右依次为:ADI公司亚洲区通信业务拓展经理解勇,ADI亚洲技术支持中心经理聂海霞,Xilinx亚太区Zynq业务开发经理罗霖
   
     所谓“软件定义无线电(SDR)”,就是在一个统一的硬件平台上通过软件编程的方式定义无线电系统,一个硬件平台就可以支持不同的频段,不同的制式和标准。并且它是可重构的,当需要支持新的制式的时候,只需要改写软件程序,无需修改硬件。软件定义无线电(SDR)在九十年代初被提出,最初被应用于国防,其后在民用通信领域也有应用,但其实用化进程缓慢。但近年来随着3G以及现在4G大规模的部署和应用,多种数字无线通信标准共存,软件定义无线电(SDR)正在成为通讯市场急切需求的技术。
   
     早在去年10月份,ADI就推出了两收两发的AD9361集成射频收发器这一面向软件定义无线电的解决方案(具体技术细节请见http://www.eeworld.com.cn/wltx/2013/1031/article_11864.html)。今年3月,ADI扩充了AD936x家族,新增添了单收单发的集成射频收发器AD9361,对市场需求更加细分,旨在为客户们提供更加灵活的选择。
   
     AD936x是一个全集成的射频收发器,里面包含了有一个发射电路,一个接收电路,其中每个发射和接收都有模拟的滤波器,混频器,ADC和DAC,分别有一个锁相环以及集成了VCO和环路滤波器。另外除了模拟这些功能之外,里面还集成了其他的一些系统级的数字功能,比如AGC自动增益控制,还有零中频带来的直流偏置的校准,以及正交误差的校准,都被集成在芯片里面。
   
     AD9361和AD9364 的突破性在于其70 MHz至6 GHz的宽工作频率能够支持目前所有主流的通讯频段,一改以往集成射频收发器由于支持信号带宽过窄而应用受限的尴尬境地;其高度集成度可以有效降低系统的成本和功耗,对用离散器件搭建无线电平台的传统做法也是一个不小的冲击。而它的可编程性、灵活性也为用户提供了便利。
   
     然而,高度集成却给设计者带来了挑战,“因为这个芯片有上千个寄存器,对于普通客户应用来说很复杂。” ADI公司亚洲区通信业务拓展经理解勇说。基于用户化繁为简的需求,ADI推出了FMC快速开发原型板。“以前客户可能需要去读每一个寄存器,要去了解这个寄存器是干什么用的,然后配置的时候要弄清楚,怎么样来配,所以工作量特别大。但是现在有了这一套开发板之后,客户不需要去一个一个研究寄存器的定义,只需要通过我们提供的驱动软件,驱动程序去编程,去改参数就可以了。”解勇说。
   
     这套评估板包括两块,一个是AD9364的FMC射频板,另外一个是赛灵思Zynq的FPGA的开发板,通过FMC接口无缝连在一起,在ADI的WIKI网站上可以下载到硬件的原理图,PCB布局图,物料清单以及HDL和ADI的驱动软件。

     谈到赛灵思的Zynq(具体技术细节请见http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2011/0302/article_1900.html)对于软件定义无线电系统中的优势,据罗霖介绍,SDR系统的构建需要射频部分通过高速接口与SOC相连,上面还要有搞一些嵌入式操作系统,无线应用的复杂算法需要很强的DSP设计能力,SOC上面的嵌入式软件有要求很高的嵌入式设计能力,这要求工程师具备五个方面的设计能力,挑战很大。
   
     “很难想到一个工程师会有这么全面的能力。所以我们要强调,这是一个系统级的合作,为什么今天我们跟ADI一起合作?在SDR系统中,ADI负责射频部分设计,我们来负责后面的包括从接口到嵌入式软件系统到DSP处理设计,帮大家解决这方面的挑战。” 罗霖说。
   
     罗霖指出,“Zynq的I/O很灵活,可以支持一些并行的CMOS以及下面一些高输出JESD204B接口。另外,在调制解调包括前端的一些编码这方面的,我们的可编程逻辑能做出高速性能的处理,同时ARM处理器可以做×2,×3的处理,一些应用层面的东西都可以通过ARM处理器去做。不同于传统的SDR系统,Zynq把ADC、DSP、处理器有机的整合在一起,提高了集成度,使板子面积做的更小,并降低功效。同时,关于核心的DSP这部分的处理性能,比如针对16×16的指标, 相比于一些市面上的多核DSP,Zynq器件基本上可以提供超出他们4倍的处理能力,因为在FPGA里面,有很多的硬件资源可以做变形化的处理。一个数据处理器可以通过一些变形的预算完成。但是在DSP内部,资源还是有限。”
   
   
     不论是软件定义无线电(SDR)还是其他应用,一个完整的系统方案既包含模拟部分,又需要数字控制系统。这就意味着,普遍年轻的中国电子工程师群体,不但要面对来源于产品上市时间、风险管理的压力,还要面对日益复杂的设计挑战。这种挑战体现在不同的方面:对模拟工程师来讲,他们需要了解FPGA包括嵌入式数字系统。而对于嵌入式工程师来讲,带有模拟知识的设计很多都是跨专业跨领域的,所以对工程师的要求非常高。
   
     中国工程师面临的种种挑战促成了ADI与Xilinx的战略合作,据ADI亚洲技术支持中心经理聂海霞女士介绍,ADI和Xilinx这种战略级的合作内容主要包括:
   
     首先,ADI的参考设计板和评估板全面兼容赛灵思平台,支持FMC的接口标准。不论是RFDAC还是高速的ADC,包括其他无线通信用评估板,电机控制的参考设计,以及软件定义无线电的参考设计,都是根据FMC的标准,可以跟赛灵思平台进行无缝对接。所以客户如果想评估整套方案的话,可以很容易实现原型设计。ADI之前不是FMC标准的评估板也可以通过转接板对接到赛灵思的平台上。
   
     其次,除了FMC板以外,ADI还提供Pmod接口的评估板,对于比较低速和精密的产品,可以直接和赛灵思平台进行无缝对接。
   
     还有,ADI也推出了针对赛灵思FPGA的电源解决方案。
   
     另外,对于音频和视频领域,ADI已经把HDMI的Transceiver, Receiver, Transmitter的产品做到赛灵思的多个FPGA开发板上。

关键字:SDR  ADI

编辑:冯超 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2014/0523/article_26067.html
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