雷通微系统推出RTSD2605:RFSoC + 英伟达GPU一体化信号处理平台

47DR + Jetson AGX Orin 异构信号处理平台

高速射频系统做到更高带宽、更低时延之后,真正影响工程落地的,往往是采集、同步、实时处理和后端计算之间如何协同。RTSD2605 以 XCZU47DR RFSoC 与 NVIDIA Jetson AGX Orin 构建板级异构处理平台,在同一块板卡上完成射频采集、同步、FPGA 实时处理和 GPU 并行计算,为雷达信号处理、高速通信、人工智能推理及边缘计算提供一条更紧凑的数据链路。

英伟达GPU:为板端并行计算提供计算支撑

Jetson AGX Orin 提供 275 TOPS AI 性能、2048 核 NVIDIA Ampere GPU 与 64 个 Tensor Core,让复杂计算和 AI 推理直接进入采集设备侧。

为什么要采用 RFSoC + GPU 的异构架构?

从工程实现看,RFSoC 和 GPU 并不是二选一。RFSoC 更适合高速采集、通道同步以及对时序确定性要求高的实时处理;GPU 则更适合并行度高、数据量大、算法计算量高的任务。RTSD2605 通过 PCIe 4.0 x8 将两类计算资源连接起来,让数据在板内完成快速流转。这样做的核心目的很明确:减少跨设备搬运,把计算资源放到更靠近数据源的位置。

一方面,RFSoC 负责把原始射频数据稳定地采集下来,并在 FPGA 侧完成必要的实时处理;另一方面,GPU 承接后续的大规模并行计算、信号分类、特征提取和复杂算法。两类资源各司其职,既保留 FPGA 在实时链路中的优势,也利用 GPU 近年来快速发展的并行计算能力,为后端算法留出更大的处理空间。

图 1|RFSoC + GPU 协同数据链路

XCZU47DR 承担 8 路 ADC、8 路 DAC 的数据采集、同步和 FPGA 实时处理;Jetson AGX Orin 负责板级并行计算;PCIe 4.0 x8 将 RFSoC 与 GPU 连接起来,形成连续的数据通路。

GPU 为什么值得放到射频处理板上?

过去,GPU 更多作为主机侧的扩展计算资源存在。射频数据进入采集卡后,再经过总线、主机内存等环节才能送往 GPU,系统需要同时处理数据搬运、缓存和多设备协同。随着数据量不断增加,这条链路本身就可能成为系统瓶颈。RTSD2605 把 Jetson AGX Orin 直接部署在板上,本质上是在缩短数据从采集到计算的距离。

RFSoC 与 GPU 的分工

FPGA 更适合处理确定性强、对时序和响应速度敏感的数据通路;GPU 更适合并行度高、计算规模大、算法迭代频繁的任务。两者并不是替代关系,而是互补关系:前者负责高速数据的采集、同步和实时处理,后者负责更大规模的并行计算。对于工程师来说,这种分工的价值在于系统边界更清晰,也便于后续根据算法和应用不断调整计算资源。

01 板级并行计算:把 GPU 放到数据源旁边

Jetson AGX Orin 为板端并行计算提供充足的计算资源,可用于信号分类、特征提取、目标识别及其他计算量较大的任务。

02 RFSoC:承担高速采集与实时处理

XCZU47DR RFSoC 集成高速 RF 数据转换器与 FPGA 可编程逻辑,负责射频数据采集、通道同步及确定性处理,是整条实时信号链的前端核心。

03 PCIe 4.0 x8:连接两类计算资源

通过板内高速 PCIe 链路,让 RFSoC 处理后的数据直接进入 GPU 侧计算,减少传统多设备架构中的中间环节。

一条更短的数据链路

射频信号由 8 路 ADC 进入 RFSoC,完成同步采集和 FPGA 实时处理;处理后的数据通过 PCIe 4.0 x8 进入 Jetson AGX Orin,继续完成并行计算;结果再通过 100G 光口、网络、USB、显示或 NVMe 存储进行输出、记录和交换。采集、处理和计算在同一块板卡内部形成连续链路,系统结构更紧凑,也更方便做软硬件协同优化。

RFSoC 负责实时,GPU 负责并行------两类资源通过板内高速互联协同工作,把射频数据从采集端更直接地送到计算端。

核心性能,一眼看懂

|------------------------|------------------------|----------------------------|
| < 5 ps 板内通道同步 | ≥ 60 dB 通道间隔离度 | 100 Gbps QSFP28 光口 |

射频与同步指标

指标 规格
通道配置 8 路 ADC + 8 路 DAC,均为 14bit
最高采样率 ADC 5 GSPS;DAC 9.85 GSPS
接收频率范围 200 kHz-2 GHz / 10 MHz-7 GHz
同步能力 支持板内射频通道同步,同步精度优于 5 ps
通道一致性 幅度 ≤ ±0.5 dB;相位 ≤ ±2°(3 GHz 单音,校准后)
动态与输出 SFDR ≥ 55 dBc;DAC 输出功率 ≥ -10 dBm
参考时钟 支持 10 MHz / 100 MHz 时钟输入与输出

计算与板卡配置

项目 配置
GPU 2048 核 NVIDIA Ampere;64 个 Tensor Core;最高 1.3 GHz
CPU 12 核 Arm Cortex-A78AE v8.2 64 位;最高 2.2 GHz
板载存储 PL 端 DDR4 4 GB / 32 bit;PS 端 DDR4 8 GB / 64 bit
启动方式 JTAG、Flash、SD Card
供电 DC +12 V,电流 ≤ 10 A
尺寸 245 × 165 mm;板厚 2.5 mm

图 2|RTSD2605 板卡高清实拍

注:以上参数来自 RTSD2605(47DR+AGX)技术规格书,最终以正式交付配置为准。

接口与系统扩展

从射频通道到高速光口,从调试、显示到网络和 USB,RTSD2605 将常用系统接口集中在单板上,便于原型验证、算法开发和后续系统集成。对于需要持续迭代的研发项目,这种板级集成也能减少外部设备数量。

图 3|正面接口分组示意(浅蓝标注)

接口组 主要配置
高速互联 QSFP28 100G;RFSoC 与 GPU 内部 PCIe 4.0 x8
射频接口 8 × ADC SMP;8 × DAC SMP;参考时钟与同步接口
扩展连接 J30J-74 芯、J30J-25 芯,支持 RS-422 / TTL 等信号
常用外设 DP、双层网口、4 × USB Type-C、2 × USB Type-A

背面扩展:双 NVMe + 无线连接

板背预留双 M.2-M Key 存储位和 M.2-E Key 无线接口,可用于高速数据记录、本地数据存储以及网络接入,为板端独立运行和后续系统集成提供更多选择。

图 4|背面存储与无线扩展示意

扩展项 说明
M.2-M Key 2 个;PCIe 4.0 x4;可挂载 NVMe 固态硬盘
M.2-E Key 标配无线网卡接口
TF 卡 板载 TF 卡插槽

面向雷达、通信与宽带信号处理的多类任务

01 雷达信号处理

多通道高速采集、板内同步与 FPGA 实时处理可以构成稳定的前端数据通路;GPU 侧进一步承担目标检测、信号分类、特征提取等并行计算任务,适合雷达原型验证和后端算法研究。

02 高速通信与宽带信号处理

平台可用于宽带信号采集、基带处理、高速数据传输和通信算法验证。100G 光口、板内 PCIe 4.0 x8 以及丰富的外设接口,为原型开发和系统扩展提供较大的数据通路。

03 人工智能推理

将 Jetson AGX Orin 的通用计算与 AI 推理能力部署在采集设备侧,可缩短原始数据进入智能处理环节的路径,并利用 CUDA 与 TensorRT 生态持续迭代模型和应用。

04 板端计算与独立处理节点

一体化、模块化设计适合空间与链路受限的边缘部署场景。结合双 NVMe、本地网络、无线连接、USB 和显示接口,可进一步构建具备采集、存储、计算与交互能力的独立节点。

异构架构的价值,在于把链路做短

RTSD2605 的重点并不是简单增加一颗 GPU,而是从整条信号处理链路出发,把射频采集、同步、FPGA 实时处理、板内高速互联和 GPU 并行计算放进同一个工程框架。对于正在开发雷达、高速通信和多通道信号处理系统的团队,这意味着更少的跨设备拼接、更清晰的数据路径,以及更方便的后续算法升级。

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