A/D & D/A 搭載 FPGAボードModel 6001

4GHz A/D & 6.4GHz D/A 搭載 Zynq UltraScale+ RFSoC FPGAボード (小型モジュール)

概要

Model 6001は、Zynq UltraScale+ RFSoC (4GHz AD & 6.4GHz DA内蔵) を搭載した 小型モジュールタイプの FPGAボードです。 FPGA内に4.0GHz 12bit 8ch ADコンバータと6.4GHz 14bit 8ch DAコンバータを内蔵しています。更に、FPGA内にはARMプロセッサを内蔵していますので、ボード1枚で送受信機を構築することが可能となります。オンボードメモリに4GB DDR4 SDRAMを搭載しており、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。カスタムベースボード設計の為、キャリアボードデザインキットを提供しています。 ソフトウェアは、ボードサポートパッケージ「Navigator BSP」及びFPGAデザインキット「Navigator FDK」を用意しています。 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 4GHz, 12bit, 8ch
D/Aコンバータ 6.4GHz, 14bit, 8ch
FPGA 1x Zynq UltraScale+ RFSoC
ドライバ Linux
タイプ モジュール
温度範囲 -40 ~ +70℃(*コンダクションクール版)
特徴
6001のI/O▮ QuartzXM eXpressモジュールによりカスタムフォームファクタの開発が可能
▮ Xilinx Zynq UltraScale+ RFSoC FPGAを搭載
▮ 16GBのDDR4オンボードSDRAM
▮ カスタムI/OのためのFPGAへのLVDS接続オプション
▮ Gigabitシリアル通信用のGTY接続
▮ 耐環境モデルに対応
▮ FPGA IPのサンプルアプリケーション及びソースコード
▮ Model 8257 1スロット3U VPX開発用シャーシ
▮ 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
▮ Model 6001を搭載したVPXモデル「Model 5950」「Model 5550」も利用可能
Pentek社の耐環境仕様レベル
RFSoCとは
RFSoCのブロック図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4 GSPS 12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6.4 GSPS 14ビットD/Aコンバータを内蔵しています。

 

高度な設計・製造技術を使用しています
6001のサイズ◦ 28層PCB
◦ 4000以上のドリル穴
◦ 順次積層/バックドリル/ブラインド/埋め込みビアなどの高度なPCB製造技術を使用
◦ 28Gbps GTYシリアルインターフェイスをサポート
◦ トランプと同等のサイズに全ての必要な回路を実装
開発用のVPXシャーシをご用意しています
VPXシャーシ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 4801 キャリアボードデザインキット
Model 6001用にカスタムキャリアボードを設計するための「Model 4801キャリアボードデザインキット」を提供しています。このキットは、Model 5950 3U OpenVPX用キャリアをリファレンスデザインとして使用しています。
デザインキットに含まれるもの:
◦ モジュール上のすべての信号のピン定義と電気的仕様
◦ モジュールの3Dモデル
◦ モジュールとコンポーネントの熱プロファイル
◦ キャリアリファレンスデザインの回路図
◦ PCBスタックアップの推奨事項
◦ PCB設計ガイドラインとルーティングルール
◦ オペレーティングシステムとブートストラップのガイドライン
◦ 追加の電気的および機械工学ガイダンス
FPGAデザインキットとボードサポートパッケージ
Navigatorイメージ特殊な機能を必要とするアプリケーションの場合、ユーザーはデータ処理用に独自のカスタムIPをインストールできます。Navigator FPGAデザインキット「Navigator BSP」には、XilinxのVivado®IPIntegratorで編集できるブロックデザインベースのFPGAリファレンスデザインが含まれています。IP Integratorのブロックデザインに加えて、すべてのソースコードと完全なIPコアドキュメントが含まれています。開発者は、独自のIPをリファレンスデザインと統合する、又はNavigator FDKを使用してIPをオリジナルのカスタムIPに完全に置き換えることができます。
Navigator FDKの関連製品であるNavigatorボードサポートパッケージ「Navigator FDK」は、Model 6001のハードウェアとIPを制御するための完全なC言語ライブラリを提供します。Navigator FDKライブラリとBSPライブラリは相互にミラーリングしており、各IP機能は一致するソフトウェア機能によって制御され、IPとソフトウェア開発の同期を維持する作業を簡素化します。
Navigator BSPには、ARM Cortex-A53プロセッサで実行されるXilinxのPetaLinuxのサポートが含まれています。 PetaLinuxで実行する場合、Navigator BSPライブラリを使用すると、ローカルまたはARMで実行されているアプリケーションから、またはNavigator APIを使用して、リモートシステムコンピュータから制御およびコマンドを実行してModel 6001を完全に制御できます。
ソフトウェア無線のパイオニア
Pentek imagePentek社は、1986年に米国New Jerseyで設立された高速リアルタイム記録システム、データ取得とI/O、DSP (デジタル信号処理) および SDR (ソフトウェア無線) のリーディングサプライヤです。
30年以上にわたり、多くのミリタリプログラムや商用市場で顧客の要求を満たすボードとレコーディングシステムを設計および構築しており、ラボ向けおよび耐環境の高性能COTSボードと記録システムソリューションを提供しています。Pentek社の製品は、AMC、cPCI、FMC、PCIe、PMC、XMC、VME、VPX等の各種フォームファクタのボードレベル製品とポータブル、ラックマウント、SFF(スモールフォームファクタ)の記録システムを米国内で設計・製造しています。レーダー、通信、SIGINT、ビームフォーミング、ソフトウェア無線、SATCOM市場向けに広く供給しており、長期的な製品の可用性とライフサイクルサポートを提供します。
Model 5950 デモンストレーションビデオ

QUARTZファミリ製品概要

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」
QUARTZファミリ概要
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
AE27:リアルタイム組込みシステム製品を選択するための重要なヒント
AE61:SOSA:組込みミリタリ電子システムの将来の方向性
関連商品

スペック

▮アナログ入出力
入出力レンジ 1Vp-p (100Ω, on-die termination)
入出力タイプ 差動
コネクタ 専用ボード間コネクタ
▮FPGA
標準 Xilinx Zynq UltraScale+ RFSoC XCZU27DR-1
オプション XCZU27DR-2, -2 speed grade
▮A/Dコンバータ (FPGAに内蔵)
チャンネル数 8ch
サンプリングレート 4.0GHz
分解能 12bit
▮DDC (FPGAに内蔵)
チャンネル数 A/D毎に1ch
デシメーション  1x, 2x, 4x, 8x
LOチューニング周波数・分解能 48bit, 0 ~ ƒs
フィルタ 80% 通過帯域, 89dB 阻止帯域減衰
▮D/Aコンバータ (FPGAに内蔵)
チャンネル数 8ch
サンプリングレート 6.4GHz
分解能 14bit
▮DUC (FPGAに内蔵)
チャンネル数 D/A毎に1ch
インターポレーション 1x, 2x, 4x, 8x
LOチューニング周波数・分解能 48bit
フィルタ 80% 通過帯域, 89dB 阻止帯域減衰
▮プロセッサ (FPGAに内蔵)
ARM Cortex-A53 4 core, 1.5GHz
ARM Cortex-R5 2 core, 600MHz
▮メモリ
タイプ DDR4 SDRAM
サイズ 4GB (オプション: 8GB)
スピード 1200MHz (2400MHz DDR)
▮デジタル入出力コネクタ (プログラマブルロジック)
パラレル 32シングルエンド 又は 16ペアLVDS
GTY 16 full duplex@28Gb/sec
GPIO 8シングルエンド
▮デジタル入出力コネクタ (プロセッサ)
GTR 4x full duplex
I2C 2x
SPI 1x
UART 1x
SDカードI/F 1x
GPIO 8シングルエンド
▮ソフトウェアサポート
Linux
▮キャリアデザインパッケージ (Model 4801)
◦ モジュール上のすべての信号のピン定義と電気仕様
◦ モジュールの3Dモデル
◦ モジュールとコンポーネントの熱プロファイル
◦ キャリアリファレンスデザインの回路図
◦ PCBスタックアップの推奨事項
◦ PCB設計ガイドラインとルーティングルール
◦ オペレーティングシステムとブートストラップのガイドライン
◦ 電気および機械工学ガイダンス
▮環境条件 (標準仕様)
動作温度 0 ~ +50℃
保存温度 -40 ~ +100℃
相対湿度 0 ~ 95% *結露なきこと
▮耐環境仕様
耐環境仕様レベル L1, L3 Conduction Cool

 

データシート

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