A/D・D/AボードModel 5553

SOSA準拠 5GHz A/D & 10GHz D/A 搭載 Zynq UltraScale+ RFSoC Gen3 FPGAボード (VPX)

概要

Model 5553は、SOSAに準拠しZynq UltraScale+ Gen3 RFSoC (5GHz AD & 10GHz DA内蔵) を搭載した 3U VPXタイプの FPGAボードです。 レーダやSIGINT, EW等に使用されるCOTSハードウェアのソフトウェア互換性や相互運用性の課題を解決するためのSOSA規格(Sensor Open System Architecture)に準拠しており、5GHz 14bit 8ch A/Dと10GHz 14bit 8ch D/Aを搭載しています。アナログ入出力はVITA 67.3D準拠したバックプレーン経由のRF入出力に対応します。FPGA内にはARMプロセッサを内蔵していますので、1ボードで送受信機を構築することが可能です。ホストインタフェースは、PCIe Gen.3 x8レーンで高速データ転送が可能です。ソフトウェアは、ボードサポートパッケージ「Model 481x」及びFPGAデザインキット「Model 4811」を用意しています。 5G無線通信、気象レーダ、合成開口レーダ、パルスレーダ、フェーズドアレイレーダ、デジタルビームフォーミング、無線通信、ターゲット認識等の高速デジタル信号処理向けアプリケーションに最適です。
仕様
A/Dコンバータ 5GHz, 14bit, 8ch
D/Aコンバータ 10GHz, 14bit, 8ch
入出力コネクタ VITA 67.3D(バックプレーン経由)
FPGA 1x Zynq UltraScale+
ドライバ Linux
タイプ 3U VPX
温度範囲 -40~+70℃(*コンダクションクール版)
特徴

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❖ SOSA(Sensor Open Syste Architecture)準拠
❖ Xilinx Zynq UltraScale+ Gen3 RFSoC FPGAをサポート
❖ 16GBのDDR4オンボードSDRAM
❖ オンボードGPSレシーバ
❖ 10Gigabit Ethernetサポート
❖ 40Gigabit Ethernetサポート
❖ VITA 67.3D光インターフェイスオプション
❖ x2 100Gigabit Ethernet UDPインタフェース
❖ PCI Express x8(Gen. 1、2、3)インターフェース
❖ VITA 46、VITA 48、VITA 67.3D、VITA-65(OpenVPX™システム仕様)などVITA規格と互換
❖ QuartzXM eXpressモジュールにより他のフォームファクタへの移行が可能
❖ Model 8257 1スロット3U VPX開発用シャーシ
Model 6003 QuartzXMのカスタムキャリアを設計するためのModel 4801キャリアデザインキットオプション
Pentek社の耐環境仕様レベル
RFSoCとは
RFSoCとはRF System On Chipの略で、8ch A/D及び8ch D/AとArm CPUコアを内蔵したRFSoCのブロック図XilinxのFPGAデバイスです。Zynq UltraScale+のシリーズで、以前のシリーズZynq UltraScale+ MPSoCをベースにしています。MPSoCは、UltraScale+プログラマブルロジックに統合された最大4つのARM Cortex-A53アプリケーションプロセッサと2つのARM Cortex-R5リアルタイムプロセッサを含む、システムオンチップ(SoC)アーキテクチャです。このソリューションは、1つのICにFPGAのハードウェアプログラマビリティとプロセッサのソフトウェアプログラマビリティの柔軟性を提供します。
RFSoC Gen3はMPSoC基盤の上に構築され、プログラマブルデジタルダウンコンバータ(DDC)を装備した8chの5 GSPS 14ビットA/Dコンバータと、デジタルアップコンバータ(DUC)を装備した8chの10 GSPS 14ビットD/Aコンバータを内蔵しています。

 

開発用のVPXシャーシを用意しています
Model 5950専用の開発用VPXシャーシをご用意しています。フロント側にModel 5950用VPXシャーシのスロットが1スロットあり、リア側にRTM(リアトランジションモジュール)を搭載します。RTMにはJTAGポート、COMポート、LANポートがありユーザの開発用PCと接続することができます。

 

 

 

Model 5903 高速シンクロナイザボード
高速シンクロナイザボードModel 5903 高速シンクロナイザボードは、システム内の複数のQuartzファミリーボードを同期することができます。これにより、Quartzファミリボードを拡張して更にマル多チャンネルの高速データ収集アプリケーションの同期サンプリングが可能になります。オンボードのプログラムマブルクロックジェネレータにより、サンプリングクロックを生成します。最大8枚のQuartz RFSoCボードを同期することができ、各ボードはトリガー、ゲーティング機能に使用できるタイミング信号とともに共通の同期用クロックを受信します。
Model 5903には、外部ソースからの信号を入力するための4つのフロントパネルMMCXコネクタがあります。1つはリファレンスクロック用、1つは同期用、2つはゲート/トリガー信号用です。内部プログラマブルクロックジェネレータは、1~5GHzのサンプリングクロック周波数を生成できます。
サンプリングクロックは、オンボードの100 MHzリファレンスにロックするか、外部リファレンスにロックすることができます。同様に、同期およびゲート/トリガーは、ソフトウェアを介してオンボードで生成することも、外部ソースを使用することもできます。
8枚ボード同期システム構成例
SOSAとは
C4ISRイメージSOSAとは、Sensor Open System Architectureの略で、米国の空軍、海軍、陸軍、国防総省(DoD)、政府研究機関等の技術開発(統合)に於いて、C4ISR (Command, Control, Communication, Computer, Intellogence, Surveillance, Reconnaissance)サブシステム及びプラットフォームの価格、再構成可能性、パフォーマンス、およびハードウェア/ソフトウェア/ファームウェアの再利用を可能にするための技術的かつ経済的なスタンダードです。

 

 

関連資料
MISH Tech Journal Vol.12 (P14~P17)「FPGAはシステムデバイスに変わる」
新製品カタログ2020
アプリケーション
AE06:COTSベースのSDRシステムが5G製品開発を加速する
AE49:C4ISRデモンストレーターシステムを米軍に納入
AE56:SOSAとVITA – 次世代防衛システムのための協力
QUARTZファミリ製品概要

関連商品

スペック

■ FPGA
標準 Xilinx Zynq UltraScale+ RFSoC XCZU47DR
オプション Xilinx Zynq UltraScale+ RFSoC XCZU48DR
■ A/Dコンバータ
チャンネル数 8 ch
サンプリングレート 5.0 GHz
分解能 14 bit
入力コネクタ VITA 67.3D
■ DDC
チャンネル数 A/D毎に1ch
デシメーション 1x, 2x, 3x, 4x, 5x, 6x, 8x, 10x, 12x, 16x, 20x, 24x, 40x(※デフォルトでは全てのモードをサポートしていません)
LOチューニング周波数、分解能 48 bit, 0 ~ ƒs
フィルタ 80% 通過帯域, 89 dB 阻止帯域減衰
■ D/Aコンバータ
チャンネル数 8 ch
サンプリングレート 10.0 GHz
分解能 14 bit
出力コネクタ VITA 67.3D
■ DUC
チャンネル数 D/A毎に1ch
インターポレーション 1x, 2x, 3x, 4x, 5x, 6x, 8x, 10x, 12x, 16x, 20x, 24x, 40x(※デフォルトでは全てのモードをサポートしていません)
LOチューニング周波数、分解能 48 bit
フィルタ 80% 通過帯域, 89 dB 阻止帯域減衰
■ プロセッサ
ARM Cortex-A53 4コア、1.5GHz
ARM Cortex-R5 2コア、600MHz
■ メモリ
タイプ DDR4 SDRAM
サイズ 16 GB
スピード 1200 MHz (2400 MHz DDR)
■ IPMC
Crossfield Technology FRU管理インターフェイス、制御信号、センサー監視
■ 環境条件(Level L3:コンダクションクール)
動作温度 -40 ~ 70℃
保存温度 -50 ~ 100℃
相対湿度 0 ~ 95%, 結露なきこと
■ OpenVPX互換性
プロファイル SLT3-PAY-1F1U1S1S1U1U2F1H-14.6.11-n

データシート

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