Alpha — Программируемый встраиваемый модуль для генерации и оцифровки
В основе модуля Alpha — система-на-кристалле из семейства MALT Rune, разработанная MALT system™. Данная система-накристалле содержит два блока высокоскоростных ЦАП (DAC0 и DAC1) и один блок высокоскоростного АЦП (ADC), что позволяет использовать Alpha в двух режимах: в режиме генерации сигналов произвольной формы или в режиме оцифровщика сигналов.
В модуле Alpha доступна память типа HBM2 для хранения до 8 млрд. значений.
Поддерживается синхронизация 2, 4, 8, 16-ти и более модулей Alpha для создания многоканальных измерительных систем. Alpha поставляется с комплектом ПО для оцифровки и генерации сигналов с графическим интерфейсом, с прошивками для ПЛИС, реализующими основной функционал модуля. Все ПО и прошивки поставляются в виде исполняемых файлов и в исходных кодах без дополнительной платы, открыты к использованию и модификации пользователем по его усмотрению.
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
- В составе отечественного контрольно-измерительного оборудования.
- Создание или исследование широкополосных РЧ/СВЧ сигналов для систем связи.
- Тестирование на соответствие стандарту высокоскоростных шин и телекоммуникационных систем.
- Исследование SERDES в предельных режимах на заранее искаженных тестовых сигналах.
- Разработка, исследование и тестирование устройств когерентной оптики.
- Передовые исследования и прототипирование в области радиолокации.
- Исследования в области квантовых вычислений и передачи информации.
- Разработка интегрально-фотонных вычислителей и приемо-передатчиков.
- Исследования в области физики космических частиц и физики высоких энергий.
СЕМЕЙСТВО МОДУЛЕЙ ALPHA
Модуль Alpha-XX-HBM построен на базе системы-на-кристалле семейства MALT Rune. Данная СнК содержит два блока высокоскоростных ЦАП (DAC0 и DAC1) с частотой дискретизации до 32 Гвыб./сек и один блок высокоскоростного АЦП (ADC) с частотой дискретизации до 64 Гвыб./сек. СнК подключается по параллельной шине с пропускной способностью 512 Гбит/с к коммуникационной ПЛИС А с памятью типа BRAM объемом до 1 млн. выборок. В качестве коммуникационной ПЛИС используется Xilinx Kintex XCKU15P. Модуль дополнительно содержит также встроенную ПЛИС В Xilinx Virtex VU37P, обладающую сверхбыстрой памятью типа HBM2 объемом 8 Гвыб., доступной для пользователя. ПЛИС В в Alpha-XX-HBM подключена к ПЛИС А, а также имеет возможность подключения к внешним устройствам по интерфейсу PCIe Gen3 x16. Тракт передачи данных Alpha-XX-HBM позволяет либо генерировать сигналы на основе огромных наборов данных размером до 8 Гвыб., загруженных в память ПЛИС В, либо принимать и оцифровывать сигнал, сохраняя выборки в памяти ПЛИС В.
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
Для управления функциями прибора и работы в режимах оцифровщика и генератора сигналов предлагается графический пользовательский интерфейс. Он позволяет управлять элементами модуля, а также осуществлять контроль состояния устройства.
Alpha поставляется с комплектом программного обеспечения в составе:
- Библиотека функций доступа и API для модуля.
- Инструмент для настройки, диагностики и калибровки.
- Примеры доступа к API на Python, C, из командной строки.
- Прошивки ПЛИС, реализующие основные режимы работы.
Все ПО и прошивки поставляются в виде исполняемых файлов и в исходных кодах без дополнительной платы, открыты к использованию и модификации пользователем по его усмотрению. Все ПО разработано и предназначено для использования в среде Linux, основные инструменты доступны также для Windows.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Приведенные характеристики относятся ко всем моделям, если не указано иное. Технические характеристики могут быть уточнены или изменены производителем без уведомления.
ЦИФРО-АНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Частота дискретизации | от 24 до 32 Гвыб./с |
| Разрешение по вертикали (ном.) | 8 бит |
АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Частота дискретизации | от 30 до 64 Гвыб./с |
| Разрешение по вертикали (ном.) | 8 бит |
ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦАП И АЦП
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Выходная эффективная частота | 12,8 ГГц |
| Трех определяется как «Частота дискретизации/Коэффициент передискретизации» или «Частота дискретизации / 2,5» | |
| Полоса пропускания аналоговых каналов | 17,8 ГГц |
| Измеряется по многочастотному сигналу равной амплитуды в пределах диапазона. Коррекция sin(x)/x применяется к измеренной характеристике до момента, пока ее неравномерность не превышает –3 дБ |
ВРЕМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦАП И АЦП
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Скорость передачи (ном.) | 256 Гбит/с на канал |
| Скорость потока цифровых данных определяется как «Частота дискретизации / (4 точки на период)», что позволяет генерировать любые искажения | |
| Время нарастания/спада (тип.) | |
| Время нарастания/спада измеряется по уровням 20% и 80% и составляет 0,75 от отраслевого стандарта, определяемого по уровням 10% и 90% |
АМПЛИТУДНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦАП И АЦП
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Характеристики амплитуды сигнала | Уровень амплитуды измеряется между дифференциальными выводами P (+) и N (-). Для несимметричных выводов уровень амплитуды будет равен половине указанного уровня напряжения |
| Диапазон (тип.) | От 14 мВр-р до 0,9 Вр-р |
| Разрешение (тип.) | 3,5 мВ |
ЭФФЕКТИВНОЕ ЧИСЛО РАЗРЯДОВ (ENOB) ЦАП И АЦП
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Эффективное число разрядов (ENOB) | Не менее 4,5 бит в полосе пропускания с учетом всех шумов и искажений |
ХАРАКТЕРИСТИКИ АППАРАТНОЙ ЧАСТИ
| Параметр | ЦАП | АЦП |
|---|---|---|
| Количество аналоговых выводов | 2 канала | 1 канал |
| Разъем | 2 дифференциальных 2.92мм | 1 дифференциальный 2.92мм |
| Полное входное/выходное сопротивление | 2x50 Ом | 2x50 Ом |
| Объем памяти выборок | до 8 Гвыб./канал | до 8 Гвыб./канал |
СТАНДАРТНЫЕ ФОРМЫ СИГНАЛА ЦАП
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Базовый набор форм сигнала | синус, меандр, импульс, двойной импульс, пила, экспоненциальный рост/спад, функции sin(x)/x, Гаусса, Лоренца, Гаверсинус, аддитивный шум |
РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЦАП
| Режим | Описание |
|---|---|
| Однократный | Сигнал воспроизводится однократно при поступлении сигнала запуска. |
| Непрерывный | Сигнал постоянно повторяется. |
| Синхронный | Сигнал воспроизводится при поступлении сигнала запуска и затем постоянно повторяется. |
СИСТЕМА ЗАПУСКА АЦП
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Режимы запуска | Автоматический, ждущий и однократный |
| Тип запуска | По фронту, по двум фронтам, по длительности импульса, по времени нарастания/спада, пользовательский |
ВЫВОДЫ
| Обозначение | Назначение |
|---|---|
| ADC | Вход АЦП (ADC), реализованного на СнК семейства MALT Rune |
| DAC0 | Выход ЦАП (DAC0), реализованного на СнК семейства MALT Rune |
| DAC1 | Выход ЦАП (DAC1), реализованного на СнК семейства MALT Rune |
| CLK0 | Вход опорного тактового сигнала ADC |
| CLK1 | Вход опорного тактового сигнала DAC0 и DAC1 |
| PLL | Вход опорного тактового сигнала PLL |
| TRIG | Вход цифрового триггера АЦП |
| JTAG A | JTAG разъем для доступа к ПЛИС А |
| JTAG B | JTAG разъем для доступа к ПЛИС В |
| GPIO 0 | Ввод-вывод общего назначения |
| GPIO 1 | Ввод-вывод общего назначения |
| PCIe x16 Gen3 | Интерфейс PCIe x16 Gen3 для обмена данными |
| POWER A | Разъем для подключения внешнего источника питания ПЛИС А +12В |
| POWER B | Разъем для подключения внешнего источника питания ПЛИС В +12В |
ГАБАРИТЫ И ВНЕШНИЙ ВИД
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Высота | 40,5 мм |
| Ширина | 267,3 мм |
| Глубина | 378,2 мм |
УСЛОВИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И БЕЗОПАСНОСТЬ
Температура
| Условие | Значение |
|---|---|
| при работе | от +10 до +35 °С |
| при хранении | от -20 до +60 °С |
Влажность
| Условие | Значение |
|---|---|
| при работе | - относительная влажность от 5 до 90 % при температуре до 30 °С - без конденсации |
| при хранении | - относительная влажность от 5 до 90 % при температуре до 30 °С - относительная влажность от 5 до 45 % при температуре от 30 до 60 °С - без конденсации |
ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ ЗАКАЗА
| Модель | Основные характеристики |
|---|---|
| Alpha-XX | Программируемый встраиваемый модуль (ЦАП: 2 канала, 32 Гвыб./с, 8 бит; АЦП: 1 канал, 64 Гвыб./с, 8 бит; полоса пропускания АЦП = полоса пропускания ЦАП = XX = 8 / 12 / 16 ГГц, объем памяти 1 Мвыб., максимум 1 Мвыб./канал) |
| Alpha-XX-HBM | Программируемый встраиваемый модуль (ЦАП: 2 канала, 32 Гвыб./с, 8 бит; АЦП: 1 канал, 64 Гвыб./с, 8 бит; полоса пропускания АЦП = полоса пропускания ЦАП = XX = 8 / 12 / 16 ГГц, объем памяти 8 Гвыб., максимум 8 Гвыб./канал) |
Характеристики Alpha — Программируемый встраиваемый модуль для генерации и оцифровки сигналов
Документация Alpha — Программируемый встраиваемый модуль для генерации и оцифровки сигналов
Возможность автоматизации с помощью собственного ПО: интеграция, автоматизация измерений, собственные база данных и VISA-мост.
СПОАИ — специальное программное обеспечение для автоматизации измерений, разработанное на мощностях "Акметрон" — отечественного разработчика программного обеспечения, производителя и крупнейшего поставщика оборудования с 2012 года.
Это клиент-серверное приложение с многопользовательской распределённой архитектурой, которое решает задачи повышения производительности труда на производстве, сокращения длительности измерений и снижения требований к квалификации персонала. ПО внесено в реестр Минцифры: №28145
Ключевые преимущества:
- Полный цикл «под ключ»: от разработки до сопровождения
- Клиент-серверная архитектура с самостоятельной переналадкой
- Централизованный сбор и хранение результатов в БД с возможностью миграции в вашу БД
- Генератор отчетов на основе ваших шаблонов (docx. и xlsx.)
- Управление приборами с любым типом интерфейса
- ПО работает на системах Windows, Linux, MacOS, доступна веб-версия
Результаты внедрений:
- Непрерывная работа в автоматическом режиме до 48 часов
- До 4 500 измерений за этап
- Одновременное управление 15+ приборами
- Автоматизация техтренировки и полной программы испытаний выпускаемых изделий — более 10 контролируемых приборов на одном рабочем месте, до 4 500 автоматизированных измерений в каждом этапе, непрерывная работа в автоматическом режиме 24–48 часов
- Измерение радиотехнических характеристик приемопередающих модулей
- Автоматизация тестирования фотонных интегральных схем
- Контроль и испытания СВЧ-усилителей для космических аппаратов
Для каждого продукта мы предоставляем полный комплект документации: инструкция по установке с пошаговой настройкой, руководство по эксплуатации с описанием требований и рабочих процессов, презентация с обзором возможностей и кейсов внедрения.
Предоставим систему с учётом требований промышленных стандартов и рассчитанную на многолетнюю эксплуатацию. Также мы обеспечиваем соответствие отраслевым требованиям, надёжность архитектуры для критических систем и масштабируемость без потери стабильности.
Наши специалисты помогут вам решить самые сложные задачи по автоматизации, измерениям и интеграции
