在追求更快、更穩(wěn)的無線通信路上，傳統(tǒng)射頻架構(gòu)深陷帶寬-功耗-成本的“不可能三角”：帶寬每翻倍，系統(tǒng)復(fù)雜度與功耗增幅遠(yuǎn)超線性增長。傳統(tǒng)方案通過“分立式功放+多級(jí)變頻鏈路+JESD204B 接口”的組合試圖平衡性能與成本，卻難以滿足實(shí)時(shí)性嚴(yán)苛的超大規(guī)模 MIMO 通信等場景需求。

在此背景下，AXW49射頻開發(fā)板以“直采+異構(gòu)”重構(gòu)射頻范式：

基于AMD Zynq UltraScale+? RFSoC Gen3XCZU49DR芯片的 16 通道 14 位 2.5GSPS ADC 與 16 通道 14 位 9.85GSPS DAC，實(shí)現(xiàn)全數(shù)字域直接射頻采樣，消除 JESD204B 接口延遲；

通過集成Kontron X86 COME模塊，構(gòu)建“FPGA 實(shí)時(shí)+ARM 控制+X86 協(xié)議棧處理”的三級(jí)流水線，為高性能射頻信號(hào)處理/實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)/高速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)場景提供“超密度、零妥協(xié)”的優(yōu)化方案。

-核心優(yōu)勢-

直接射頻采樣

簡化信號(hào)鏈，突破帶寬限制

通過集成 ADC/DAC 實(shí)現(xiàn)直接射頻采樣，消除傳統(tǒng)模擬混頻與 JESD204B 接口，減少模擬鏈路層級(jí)，降低系統(tǒng)延遲與功耗。

異構(gòu)計(jì)算FPGA+ARM+X86

全棧低延遲處理

AXW49 融合三類計(jì)算單元，實(shí)現(xiàn)從實(shí)時(shí)信號(hào)處理到智能決策的全棧加速：

FPGA 實(shí)時(shí)層（PL端）

16 通道并行處理：支持?jǐn)?shù)字上下變頻（DUC/DDC）、FFT/FIR濾波，時(shí)延低至微秒級(jí)，滿足 5G 波束賦形、雷達(dá)脈沖壓縮等場景需求。

ARM 控制層（APU/RPU）

四核 Cortex-A53（APU）運(yùn)行Linux，處理協(xié)議棧、設(shè)備管理；

雙核 Cortex-R5（RPU）運(yùn)行實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS），實(shí)現(xiàn)硬實(shí)時(shí)控制。

X86 協(xié)處理層（Kontron 模塊）

通過高速接口與 FPGA 互聯(lián)，執(zhí)行大數(shù)據(jù)量后處理。

高密度擴(kuò)展

面向未來系統(tǒng)的彈性架構(gòu)

- 通道密度：單板 16 路 ADC/DAC 同步采樣，支持多板級(jí)聯(lián)，適用于相控陣?yán)走_(dá)與 Massive MIMO 基站；

- 數(shù)據(jù)吞吐：雙 100Gbps QSFP28 光口+DDR4+NVMe SSD 分級(jí)存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)流盤；

- 部署靈活：板載 M.2、SD 卡及多路千兆以太網(wǎng)，靈活適配邊緣計(jì)算、工業(yè)現(xiàn)場與實(shí)驗(yàn)室研發(fā)。

-硬件配置速覽-

主控芯片

基于AMD Zynq UltraScale+ RFSoC Gen3 XCZU49DR，集成可編程邏輯（PL）、四核 ARM Cortex-A53 應(yīng)用處理單元（APU）、雙核 ARM Cortex-R5 實(shí)時(shí)處理單元（RPU）。

擴(kuò)展Kontron X86 COME 協(xié)處理模塊，與 FPGA 協(xié)同，增強(qiáng)通用計(jì)算與協(xié)議處理能力。

射頻前端

16 通道 14 位 2.5GSPS ADC+16 通道 14 位 9.85GSPS DAC：直接射頻采樣，支持寬頻信號(hào)捕獲。

采用高性能微型 RF 連接器 190-0108-AAD1，確保信號(hào)完整性。

存儲(chǔ)系統(tǒng)

內(nèi)存配置：8×DDR4（PS/PL 各 4）、2×1Gb QSPI Flash。

存儲(chǔ)擴(kuò)展：1×M.2 NVMe、1×SD卡、嵌入式存儲(chǔ)芯片（通過板對(duì)板連接器擴(kuò)展）。

通信與擴(kuò)展接口

高速光口：2×100 Gbps QSFP28 光口

通用接口：USB3.0（PS 端+U21 擴(kuò)展）、雙千兆以太網(wǎng)（PS/PL 各 1 路）。

擴(kuò)展接口：通過 U21 連接器擴(kuò)展 USB3.0、RJ45、視頻接口。

-典型應(yīng)用場景-

▲ 5G 通信

Massive MIMO 基站：16 通道實(shí)時(shí)波束賦形，可實(shí)現(xiàn)顯著的占板面積及功耗減少

▲雷達(dá)信號(hào)處理

滿足更大的應(yīng)用需求，在預(yù)警場景下實(shí)現(xiàn)低時(shí)延收發(fā)，獲得最佳響應(yīng)時(shí)間。

▲衛(wèi)星與儀器測試

利用直接 RF 采樣、高靈活、可重構(gòu)邏輯及軟件可編程性，為信號(hào)生成和信號(hào)分析構(gòu)建高速度的多功能儀器。

審核編輯 黃宇