FPGA是一種可以重複改變組態的電路,可讓設計者進行編程的邏輯閘元件,特別適用於產品開發時必須不斷變更設計的應用,以有效加速產品上市時間。而FPGA電路的特性,特別適合用於軟體定義的測試系統架構,這也正式目前NI推出軟體定義RF測試儀器的最大優勢。
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其實,回顧過去這幾十年,無線通訊成為科技產業顯學,而透過軟體定義的RF測試系統架構也隨之越來越熱門。現在幾乎每一種商用現成(Commercial Off-The-Shelf;COTS)自動化RF測試系統都開始採用應用軟體,其便利處在於可以透過匯流排界面,直接銜接儀器使用。
只不過,RF應用越來越複雜,這讓工程師遭遇更多測試方面的挑戰,也就是功能需求越來越高,但測試時間與成本卻無法成正比增加。雖然測試量測運算式、匯流排速度與CPU速度等方面的進步,有助於縮短測試時間,然而這還不夠讓測試時間有大幅的縮短。還必須更進一步深入改良,才有辦法解決RF測試應用日漸複雜的問題。
正是為了滿足速度與彈性的需求,COTS RF測試儀器增強了對於FPGA的使用。FPGA是可再程式化的電路,透過設計者自行設定,可將軟體開發環境加入客製化的硬體功能。儘管將FPGA用於RF測試儀器算是令人耳目一新的創舉,但通常這些FPGA僅具有特殊用途的固定功能,開放客製化的空間不大。
就這一點來看,使用者可設定功能的FPGA,明顯勝過封閉式固定功能的FPGA。有了可設定功能的FPGA,設計者即可將RF儀器客製化,進而滿足特定的應用需求。
向量訊號收發器(Vector Signal Transceiver;VST)是針對客製化需求而生的全新儀器,結合了向量訊號產生器(Vector Signal Generator;VSG)與向量訊號分析器(Vector Signal Analyzer;VSA),再搭配FPGA架構的即時訊號處理與控制功能,讓設計人員可以即時進行軟體的修改,讓儀器直接進行客製化功能。
NI所開發的全球首創VST,配備使用者可設定功能的FPGA,可將客製運算式直接加入儀器的硬體設計。這樣的軟體設計方式,可讓VST同時兼具軟體定義無線電(Software-Defined Radio;SDR)架構的彈性,以及RF儀器等級的效能。這是一項創舉,RF儀器從此有了全新的面貌與應用。