RFSOC47DR 8收8发 PCIe 4.0 射频卡

基于PCIe架构的多通道射频收发卡:板卡选用高性价比的Xilinx的Zynq UltraScale+ RFSoC系列中XCZU47DR-FFVE1156作为处理芯片((管脚可以兼容XCZU48DR-FFVE1156,主要差别在有无FEC(信道纠错编解码)),其PS端搭配一组4颗16bit的DDR4颗粒,总容量达到4GB;PL端搭配一组2颗16bit的DDR4颗粒,总容量达到2GB。

板卡直接支持8通道AC耦合的14bit 9.85GS/s的DA采样输出,预留有高速信号接口,可适配DC或者AC耦合的8通道14bit 5GS/s的AD输入子卡。板卡同时还支持外部触发信号、外部参考时钟和外部同步时钟输入3个独立接口,通过PCIe 4.0 x8高速接口与上位机互联互通。

产品特性

  • 载板8个MMCX接口,支持8路14bit,9.85GS/s模拟信号输出,AC耦合;
  • 子卡8个MMCX接口,支持8路14bit,5GS/s模拟信号输入,AC/DC耦合可选;
  • 主芯片XCZU47DR-FFVE1156(管脚兼容XCZU48DR-FFVE11561);
  • PS端搭配一组4颗16bit的DDR4颗粒;PL端搭配一组2颗16bit的DDR4颗粒,总容量达到6GB;
  • 支持外部触发信号、外部参考时钟和外部同步时钟输入3个独立接口;
  • 支持一个SATA接口,一个RJ45千兆网口,一个USB3.0接口,一个SD卡接口,一个TYPE-C形式的JTAG调试口以及一个6pin的外部电源输入口;
  • 板载温度传感器电路,支持温度监控;
  • 2颗512Mb 4bit的QSPI Flash并成一个8bit的SPI Flash存储;
  • 一个2x9的牛角座可支持13路标准GPIO信号;
  • 一个6pin单排针,可支持PS和PL的各一路UART信号;
  • 一组PCIe 4.0 x 8金手指形态的高速接口;
  • 金手指供电,也支持外置12V电源供电;

板卡主要由时钟管理模块、FPGA控制模块、DDR存储模块、AD/DA模块、接口配置电路模块及电源管理模块组成。其中,时钟管理模块支持外参考、外同步和外触发功能,提供各种功能模块需要的相应时钟信号;FPGA控制模块通过PS向外部提供1路UART、千兆网口、USB3.0、SATA、JTAG、SD等外设接口,PL向外部提供1路UART接口,1组PCIe 4.0 x 8高速接口,可支持各种数据的交互与控制。

DDR存储模块部分,PS提供一组64bit/4GB的DDR4,PL提供一组32bit/2GB的DDR4,整板一共6GB的板载缓存空间,极大地提高了整个板卡的处理能力。

FPAG集成了数字上下变频,插值,抽取等功能,支持最多8路ADC IN和8路DAC OUT,频率接收范围3M~ 6G,发送最大频率6 G。

接收器当采用单通道模式时,最大采样率为5Gsps,最大接收通道为8个;正交模式时,接收通道为4个,最大采样率为10Gsps,ADC量化位数为14位。

发送器最大采样率为9.85Gsps,八个发送通道,量化位数为14位。配置电路模块支持FPGA程序的在线下载和SPI FLASH的烧写,可以方便用户进行实时多算法处理的在线测试验证。

### RFSOC 47DR 技术概述 RFSOC (Radio Frequency System on Chip) 是一种集成了射频功能的片上系统,特别适用于通信领域中的复杂信号处理任务。Xilinx 的 RFSoC D47 器件提供了高度集成化的解决方案,能够支持多种无线标准并实现复杂的基带处理[^1]。 RFSoC 47DR 特别设计用于满足高性能计算需求的应用场景,在单芯片内实现了模拟前端(AFE),数据转换器(ADC/DAC), 可编程逻辑(FPGA fabric)以及ARM处理器等功能模块的高度融合。这种架构不仅减少了系统的整体尺寸和功耗,还提高了性能指标如吞吐量、延迟等特性[^2]。 ### 应用案例分析 在实际部署方面,RFSoC 47DR 已经被广泛应用于多个行业和技术领域: - **5G基站建设**:通过其强大的DSP能力和灵活配置选项来加速物理层协议栈操作;同时利用内置的安全机制保障网络传输安全。 - **软件定义无线电(SDR)**:凭借高精度的数据采集能力配合丰富的外设接口资源,使得开发者可以轻松构建多功能无线电平台。 - **雷达与传感器阵列**:借助于低噪声放大器(LNA) 和高速串行器(GTH/GTY),可有效提升探测距离及分辨率,从而改善目标识别效果[^3]. ```python # Python伪代码展示如何初始化一个简单的SDR应用框架 class SdrApplicationFramework: def __init__(self, device="rfsoc_47dr"): self.device = device def configure(self): print(f"Configuring {self.device} for Software Defined Radio use.") app_framework = SdrApplicationFramework() app_framework.configure() ```
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