双芯协同 RFSoC 射频开发平台 AXW47 详解

科技时尚 2025-06-28 荣骊达人 4618

处理海量超宽带数据、加速复杂算法的实时运行、解决传统单一芯片的资源限制,几乎是所有雷达通信行业及智能边缘计算领域绞尽脑汁攻坚的难题。

ALINX 射频无线电开发板 AXW47,采用AMD Zynq UltraScale+ RFSoC ZU47DRXCKU115 纯逻辑 FPGA的双 FPGA 协同架构,提供更强的计算资源、更宽广的射频处理能力和灵活的存储配置,为5G Massive MIMO、毫米波雷达、卫星通信AI 赋能的射频应用,提供可靠的端到端解决方案。

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(ALINX 基于 AMD RFSoC FPGA 射频开发平台 AXW47)

核心架构:双 FPGA 协同,性能倍增

主芯片

Zynq UltraScale+ RFSoC ZU47DR

集成四核 ARM Cortex-A53 + 双核 ARM Cortex-R5F 处理器,为系统控制、管理和实时处理提供强大算力。

提供8 路 14 位 RF-ADC(最高5GSPS采样)8 路 14 位 RF-DAC(最高9.85GSPS采样)的直接射频采样功能,大幅减少信号延迟。

从芯片

Kintex XCKU115 纯逻辑 FPGA

载板上扩展的 XCKU115 纯逻辑 FPGA,提供了额外1451K 逻辑单元5520 个 DSP 切片

双 FPGA 协同架构实现了高效的分工合作与高速连接。ZU47DR负责 RF 直采和初步实时处理;XCKU115用于承担更复杂的任务,比如算法加速、深度数据预处理,或大规模多通道数据聚合任务。

这种分工,既提升了系统整体吞吐量,又优化了功耗,突破了单一 RFSoC 芯片的资源限制。即使是高级波束成形、复杂信道编码、大规模矩阵运算这类计算密集型算法,也能获得充足、高效的硬件加速。

单通道超宽带处理:频谱洞察更精细

AXW47 集成了 8 路 14 位 RF-ADC,最大采样率高达 5GSPS;以及 8 路 14 位 RF-DAC,最高采样率高达 9.85GSPS。

相比其他通道数更多的板卡,如 AXW49 的 16 路 2.5GSPS ADC,AXW47 在通道数适中的情况下,将单通道 ADC 采样率提升至 5GSPS。它更注重单个通道的超宽带处理能力。更高的采样率意味着每个 RF 通道可以捕获或生成的瞬时带宽更宽,能够实现时域分析中更精细的分辨率或更广泛的频谱感知能力。

如果您的项目对单通道带宽要求极高,例如,毫米波雷达的超宽带信号捕获,或是高分辨率测试测量,它绝对是理想选择。

多样化存储配置:海量数据,从容应对

AXW47 在存储配置上,非常灵活,也较为全面。

核心板:提供 PS 4GB DDR4、PL 2GB DDR4、32GB eMMC 以及 256MB QSPI Flash。

扩展板:进一步增加了 4 组 DDR4 共 16GB 的存储能力。

外部存储扩展:支持 4 路 NVMe 接口存储扩展。

(AXW47 核心板 ACW47)

总计高达 22GB 的 DDR4 和 4 路 NVMe 接口,为大规模数据存储、高速缓存和复杂操作系统/应用提供了充足空间。NVMe 接口能够满足大规模、高速数据记录和回放的严苛需求,比如雷达原始数据的高速记录或通信系统信道模拟。它解决了对持久、高吞吐量数据管理的需求,远超仅仅运行操作系统或缓冲数据。

高速数据传输:无缝连接,畅通无阻

AXW47 配备了 2 个 40G QSFP+ 高速数据传输接口和 1 个 10G SFP+ 光纤接口。

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总计 90Gbps 的外部光纤带宽,确保双 FPGA 协同处理后的海量数据能够高效、低延迟地传输到外部服务器、网络或存储系统,尤其是在分布式架构中,保证了整个系统的数据吞吐量和实时性。

AXW47 为高性能射频开发提供了强劲支撑,凭借独特的双 FPGA 协同架构和卓越的性能,AXW47 非常适用于5G Massive MIMO 基站、毫米波雷达、卫星通信等应用领域。

审核编辑 黄宇