基于赛灵思 Xilinx RFSoC 的 VPX 6U 高速数据采集模块技术讨论

基于赛灵思 Xilinx RFSoC ZU27DR/ZU47DR 的 VPX 6U 模块在高速数据采集与信号处理中的应用。该模块集成了高速模数转换、数据处理及高速数据传输等关键功能，适用于雷达、卫星接收、光电探测、超声阵列以及电力脉冲等高频、高速信号的采集与处理。

产品架构与主要参数

• FPGA 部分：

  • 使用 Xilinx RFSoC ZU27DR 或 ZU47DR 芯片，内置 8 通道 ADC 和 8 通道 DAC，实现对高频模拟信号的实时转换与采集。

  • 板载集成 4 核 ARM Cortex-A53 处理器，最高主频达到 1.3GHz，可支持数据预处理、算法运算及系统管理。

• 高速数据接口：

  • 配备 2 路 100GbE QSFP28 接口，支持大带宽数据传输，适合在分布式处理系统中进行数据共享与互联。

  • 附带 1 个 10/100/1000Mbps RJ45 以太网接口，用于常规的网络管理与数据监控。

• 存储与缓存：

  • 板载 6GB DDR4 SDRAM，支持高达 2400MT/s 的数据传输速率，为数据处理提供足够缓存。

  • 内置 2 个 512Mb QSPI Flash，用于存储 FPGA 配置文件及系统固件。

应用场景与讨论

该模块在高频、宽带信号处理领域具有较强的适用性，尤其在需要高精度模数转换与实时数据处理的应用中具有一定优势。例如：

• 雷达信号处理： 可实现对回波信号的实时采集与预处理，支持后续复杂算法的运算。

• 卫星通信接收： 高精度 ADC 与高速数据传输能力，有助于提升信号采集的准确性和处理效率。

• 光电探测与超声阵列： 针对高速信号的数字化处理需求，模块能较好地满足实时采集和数据处理要求。

RFSoC 平台将高速 ADC/DAC 与先进的嵌入式处理能力有机结合，不仅提升了系统整体性能，更为实现多领域复杂信号处理应用铺就了技术基础。这一技术平台在未来雷达、卫星通信、光电探测等关键领域中的更广泛应用与发展方向，从而推动整个高速信号处理技术的持续进步和革新。