滿足RF處理需求的嵌入式儀器設計

無線市場就像是我們的一個新生的領域。新的射頻(RF)技術的爆炸性增長為解決老問題創造了新機會。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, 并且調整多個關心點也是必需的。在并發，實時和多通道解調這些領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用數字信號處理器(DSP)與一個RF數字化轉換器協同工作提供需要實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，同時還要避免競爭條件和數據瓶頸。

　　兼顧行業標準，現有的COM Express PC架構以及結合采用基于PCI Express XMC模塊的開發工具的高度模塊化的設備, 創造了經濟、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，這種設備系統時鐘目前僅限于1GHz或更少，在100兆赫主頻與64位外部總線的條件下，帶寬限制在大約800MB/s的吞吐量。相比之下，英特爾和AMD繼續發展x86架構，增加指令集的優化，增強緩存，浮點協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的外部總線帶寬是無處不在。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器件一個數量級，并且更方便和更準確地提供80位浮點能力。但是，臺式機或工業PC不符合許多嵌入式應用的便攜性，包裝要求和環境要求。

　　幸運的是，由于PC作為一個開發和處理工具的巨大影響，市場已經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。在滿足各種用戶的最大可靠性，可擴展性，便攜性和計算性能要求這方面COM-Express架構已成為事實上的標準。

　　一些有信譽的電子產品制造商，如德國控創，Radisys，DTI和Advantech提供了COM-Express模塊的產品。價格范圍大約從每塊400美元到2000美元。定價主要取決于計算能力和所需要的溫度，震動和環境功能要求。

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

　　Innovative Integration已經開發了一個特殊的載板以滿足嚴格要求的嵌入式射頻處理市場。打包到該公司新嵌入式儀器中的產品有：一個COM-Express模塊， I / O擴展模塊和一系列的集成外設相結合，創造一個可嵌入到OEM設備中的小型堅固耐用PC機，可以制造一個智能，自我管理儀器，伺服控制或RF處理節點。

　　通常在電腦上任何的標準外設，包括以太網通信，磁盤驅動器， USB和SATA接口，基于嵌入式儀器系統都可以使用。鍵盤和視頻端口可以輔助現場診斷。例如，我們可以實現一個嵌入式儀器安裝在位于外國的遠程站點，可通過互聯網使用遠程桌面或VNC的的技術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架構效益的一個重要方面是能夠利用現有的良好的可用于個人電腦開發和調試工具。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源，個人電腦市場上成千上萬的供應商提供先進的成熟的X86電腦開發工具，具有優異的性能和低成本。此外，傳統的臺式機可用作主機，這些工具進一步加快和簡化了COM-Express的產品開發的過程。