ADI再次攜手賽靈思：共推寬頻帶可編程SDR系統(tǒng)解決方案

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ADI和賽靈思的合作淵源已久，從離散解決方案到集成式芯片，從兩年前ADI發(fā)布支持賽靈思7系列的FMC子卡到2013年攜手賽靈思推出典型系統(tǒng)方案，模擬和數(shù)字領(lǐng)域的兩大企業(yè)已共同走過(guò)了4個(gè)合作階段。今年，ADI與賽靈思再次攜手，共同推出了針對(duì)軟件定義無(wú)線電（SDR）的系統(tǒng)級(jí)解決方案。

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跨專業(yè)領(lǐng)域的系統(tǒng)級(jí)挑戰(zhàn)

ADI公司中國(guó)技術(shù)支持中心經(jīng)理聶海霞女士指出，中國(guó)的工程師想要設(shè)計(jì)出有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品，上市周期、研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)和成本控制這三項(xiàng)是他們最為頭疼的考量要素。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)電子工程師的平均年齡只有29歲，是一個(gè)非常年輕、同時(shí)缺乏經(jīng)驗(yàn)積累的群體?？梢哉f(shuō)，除了市場(chǎng)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，中國(guó)工程師還面臨著很多設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。

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橫向來(lái)看，模擬工程師越來(lái)越需要了解嵌入式、FPGA等數(shù)字系統(tǒng)，同時(shí)數(shù)字工程師在跨領(lǐng)域和專業(yè)的設(shè)計(jì)中也面臨越來(lái)越高的要求；縱向來(lái)看，僅對(duì)電路設(shè)計(jì)進(jìn)行掌握已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，各領(lǐng)域工程師還需要上升到系統(tǒng)層面，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行整體的把握。否則，成型后的產(chǎn)品將很難保持差異化競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)。此外，建模和仿真軟件的有效利用也成為了硬件工程師必備技能，因?yàn)橄到y(tǒng)的成功搭建會(huì)和研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)、產(chǎn)品上市形成一個(gè)正向的循環(huán)反饋。

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“回顧去年的ADI設(shè)計(jì)峰會(huì)，我們發(fā)現(xiàn)各占一半的模擬和數(shù)字工程師表示急需掌握跨專業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)和技能，這和我們對(duì)工程師所面臨挑戰(zhàn)的分析非常一致。”聶海霞女士表示，“ ADI和賽靈思再次合作的初衷，就是為了讓中國(guó)工程師能夠更加輕松的應(yīng)對(duì)來(lái)自市場(chǎng)和設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)。ADI和賽靈思會(huì)通過(guò)提供一系列有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品及參考設(shè)計(jì)，幫助工程師設(shè)計(jì)出差異化、高性能和低成本的產(chǎn)品，最終優(yōu)化和控制產(chǎn)品的上市?！?/p>

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釋放迫切的需求：ADI再推兩款SDR平臺(tái)解決方案

去年10月，ADI發(fā)布了一款兩收兩發(fā)的完整單芯片射頻收發(fā)器解決方案AD9361。今年3月，ADI為該系列新添一款單收單發(fā)的射頻收發(fā)器AD9364，旨在為細(xì)分的市場(chǎng)和客戶需求提供更靈活的選擇。

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軟件無(wú)線電從90年代發(fā)展至今，逐漸從軍用走向了民用。而隨著近兩年4G業(yè)務(wù)的爆發(fā)和大規(guī)模部署，軟件無(wú)線電的應(yīng)用產(chǎn)生了很多急迫的需求：集成式的收發(fā)器和系統(tǒng)級(jí)的開(kāi)發(fā)。

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我們知道，硬件平臺(tái)的統(tǒng)一性和可重構(gòu)性是軟件無(wú)線電的兩大特點(diǎn)。也就是說(shuō)，工程師既需要在同一個(gè)硬件平臺(tái)上支持不同的頻段、制式和標(biāo)準(zhǔn)，還需要通過(guò)軟件編程來(lái)支持不同的通信制式，而不是通過(guò)改變硬件。

ADI公司亞洲區(qū)通信業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理解勇先生介紹，目前市場(chǎng)上主要有兩種軟件無(wú)線電方案：第一種是基于離散的元器件搭建成的平臺(tái)，它較差的靈活性使得很難支持所有的頻段，同時(shí)需要較多的外圍元器件以及擁有較高的成本；第二種，是以AD9364為代表的突破性全集成射頻收發(fā)器方案，在省去了外圍器件帶來(lái)的成本的同時(shí)， AD9364還擁有足夠?qū)挼念l帶范圍。下面是射頻收發(fā)器的一些重要考量指標(biāo)：

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• 全集成射頻收發(fā)器

AD9364是一款基于統(tǒng)一硬件平臺(tái)、可重構(gòu)的全集成式射頻收發(fā)器。它的內(nèi)部提供了上千個(gè)集成器，用戶可根據(jù)應(yīng)用需求通過(guò)SPR串形控制接口進(jìn)行編程控制。另外，相對(duì)離散器件的方案，AD9364需要支持的外圍元器件以及芯片數(shù)量可以減少一半以上，功耗僅有700毫瓦左右。

• 頻帶范圍：從70兆赫茲一直到6G

AD9364支持的頻帶范圍可以從70兆赫茲一直到6G，加之從200K赫茲到56兆赫茲的信號(hào)通道帶寬，使得AD9364幾乎覆蓋了所有的主流通信標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)解勇介紹，來(lái)自ADI競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的同類產(chǎn)品的頻率范圍是從300兆赫茲到3.8G赫茲，AD9364相對(duì)他們領(lǐng)先了69%；同時(shí)，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手產(chǎn)品的通道帶寬約為1.5兆赫茲到28兆赫茲，AD9364較之領(lǐng)先了一倍多。

• 靈敏度和噪聲系數(shù)

在接收任務(wù)中，靈敏度是很重要的指標(biāo)，它主要取決于噪聲系數(shù)，AD9364芯片目前可以做到小于2.5dB；在發(fā)射任務(wù)中，我們需要考察線性度，AD9364可以做到小于負(fù)40dB。

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• 目標(biāo)應(yīng)用和供貨

AD9364作為AD9361系列的補(bǔ)充，它提供的單收單發(fā)功能給客戶提供了更靈活的選擇，同時(shí)管腳間的兼容，使得設(shè)計(jì)時(shí)不需要做額外的改動(dòng)。解勇指出，AD9364針對(duì)的目標(biāo)應(yīng)用首先是射頻的測(cè)試設(shè)備和儀表，其次是通信和遙測(cè)設(shè)備。最重要的一塊是通信基礎(chǔ)設(shè)施，包括家庭基站、小基站、直放站，以及針對(duì)通用的軟件定義無(wú)線電的平臺(tái)。

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目前，AD9364和AD9361都已開(kāi)始供貨，千片定價(jià)分別130美元和175美元?？梢钥闯?，因?yàn)閱瓮ǖ赖腁D9364省去了很多出廠測(cè)試成本，使得客戶可以買到更便宜的芯片。

快速原型設(shè)計(jì)模塊：用驅(qū)動(dòng)軟件完成集成器的配置

解勇告訴記者，ADI在推出快速開(kāi)發(fā)原型模塊之前，初級(jí)客戶可能需要花大量時(shí)間去了解上千個(gè)集成器的作用以及如何配置?，F(xiàn)在，ADI推出了這套高性價(jià)比的快速原型設(shè)計(jì)模塊，客戶不再需要去一個(gè)個(gè)研究集成器的定義，只需要通過(guò)ADI提供的驅(qū)動(dòng)軟件進(jìn)行參數(shù)的修改，就可以編譯出程序。

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基于AD9364的2款FMC模塊分別是AD-FMCOMMS4-EBZ和AD-FMCOMMS1-EBZ。AD-FMCOMMS4-EBZ是一款經(jīng)濟(jì)型的單通道SDR快速原型設(shè)計(jì)模塊，可在2400-2500MHz區(qū)域?qū)崿F(xiàn)最高RF性能，或者在70MHz - 6GHz范圍實(shí)現(xiàn)寬范圍調(diào)諧；AD-FMCOMMS1-EBZ也是一款單通道的SDR快速原型設(shè)計(jì)模塊，由分立式高速ADI RFIC元件構(gòu)成，適用于400MHz至4 GHz頻率范圍的各類學(xué)術(shù)研究、工業(yè)和防務(wù)RF應(yīng)用。

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基于AD9361的2款FMC模塊分別是AD-FMCOMMS2-EBZ和AD-FMCOMMS3-EBZ。AD-FMCOMMS2-EBZ是一款雙通道的快速原型設(shè)計(jì)模塊，可在2400 - 2500MHz范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)最高RF性能，非常適合追求最佳系統(tǒng)性能的RF工程師使用。同時(shí)，安富利作為ADI和賽靈思的共同代理商，還將提供由AD-FMCOMMS2-EBZ和賽靈思的ZedBoard構(gòu)成的完整SDR套件AES-ZSDR2-ADI-G。AD-FMCOMMS3-EBZ也是一款雙通道SDR快速原型設(shè)計(jì)模塊，支持的調(diào)諧范圍為70MHz至6GHz，非常適合尋求具有寬調(diào)諧能力的統(tǒng)一開(kāi)發(fā)平臺(tái)的無(wú)線通信SDR系統(tǒng)架構(gòu)師使用。同樣的，安富利也將為之提供一款完整的SDR套件：由AD-FMCOMMS3-EBZ和Xilinx ZC706構(gòu)成的AES-ZSDR3-ADI-G。

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Zynq：高速化和變形化的處理，幫助實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)的SDR解決方案

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• 高速化和變形化的處理

Zynq是賽靈思推出的世界首款全可編程SoC器件。在單個(gè)芯片中，嵌入式ARM處理器通過(guò)高速ARM總線和高性能FPGA整合到了一起，從而實(shí)現(xiàn)在軟件層面、硬件層面以及IIO層面全可編程的特殊能力。

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目前，Zynq在全球范圍內(nèi)有超過(guò)500家的客戶，以及100多家的合作伙伴，并支持所有的主流嵌入式操作系統(tǒng)。Zynq內(nèi)部分為處理器和FPGA兩大部分，它們通過(guò)高帶寬的總線緊密的連接，從而降低整個(gè)系統(tǒng)的延遲。這對(duì)于必須考慮帶寬問(wèn)題的SDR系統(tǒng)是非常重要的。

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賽靈思亞太區(qū)Zynq業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)經(jīng)理羅霖先生表示，在下一代的SDR系統(tǒng)中，工程師面臨著從射頻到接口、從SoC系統(tǒng)到嵌入式設(shè)計(jì)，以及DSP設(shè)計(jì)能力的多重挑戰(zhàn)。即便是經(jīng)驗(yàn)和技能豐富的工程師，也很難同時(shí)掌握如此全面的能力。

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“ADI的AD936X在帶寬、集成度、靈活性和功耗方面已經(jīng)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。而賽靈思在可編程邏輯上可以通過(guò)ARM內(nèi)核來(lái)實(shí)現(xiàn)超出原有速度2到3倍的高速化處理。ADI可以負(fù)責(zé)領(lǐng)先的射頻產(chǎn)品設(shè)計(jì)，賽靈思負(fù)責(zé)從接口到嵌入式軟件系統(tǒng)以及DSP處理的后端設(shè)計(jì)。Zynq與ADI已經(jīng)形成了系統(tǒng)級(jí)的合作默契，從而幫助工程師應(yīng)對(duì)SDR系統(tǒng)設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)?！绷_霖這樣解釋了賽靈思選擇與ADI長(zhǎng)期合作的理由。

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在過(guò)去，SDR系統(tǒng)方案是通過(guò)在AD后面添加DSP單元和單獨(dú)的處理器，共需3個(gè)芯片方可使該操作系統(tǒng)運(yùn)行起來(lái)?！艾F(xiàn)在，Zynq平臺(tái)已經(jīng)把處理器有機(jī)的整合在一起，使板上的物料更少、集成度更高、板卡面積和功耗更低。同時(shí)，Zynq器件在核心的DSP處理部分上，可以提供4倍于常見(jiàn)多核DSP的處理能力。在FPGA內(nèi)部，很多硬件資源便可以做變形化的處理，一個(gè)數(shù)據(jù)處理器通過(guò)一些變形預(yù)算就可以完成任務(wù)。”羅霖解釋說(shuō)。

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• 無(wú)縫的對(duì)接

據(jù)了解，ADI的FMC模塊可以和賽靈思的ZC702、ZC706和Zedboard等開(kāi)發(fā)板進(jìn)行無(wú)縫的連接。實(shí)際上，標(biāo)準(zhǔn)化的FMC模塊已經(jīng)可以無(wú)縫的連接到賽靈思整個(gè)系列平臺(tái)。

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羅霖強(qiáng)調(diào)說(shuō)，先進(jìn)的SDR系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要多方面的能力，特別是高速射頻與數(shù)字信號(hào)緊密的互連和協(xié)同的優(yōu)化。而Zynq器件可以通過(guò)片子高速轉(zhuǎn)型，把嵌入式處理器可編程邏輯和IIO接口整合在一起，從而提升系統(tǒng)的性能、集成度以及靈活性，非常適合先進(jìn)的SDR應(yīng)用。

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兩個(gè)提供商，同一個(gè)支持團(tuán)隊(duì)

解勇表示， ADI主要通過(guò)技術(shù)論壇對(duì)AD936X產(chǎn)品提供在線支持。同時(shí)，安富利作為ADI和賽靈思的共同代理商，已經(jīng)組建了一個(gè)專門的團(tuán)隊(duì)來(lái)支持客戶，包括射頻、FPGA軟件以及SDR套件的系統(tǒng)級(jí)支持。另外，在ADI和賽靈思的官方網(wǎng)站上，客戶也可以直接下載到很多針對(duì)不同型號(hào)產(chǎn)品的參考設(shè)計(jì)以及驅(qū)動(dòng)程序。

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