神电新型PG-RFSOC-27DR/47DR/67DR sbRIO板卡(内置8路上GS/s AD/DA模块,兼容LabVIEW FPGA开发)

神电测控:新品发布

神电新型多功能

PG-RFSOC-27DR/47DR/67DR sbRIO 板卡(内置8路上GS/s AD/DA模块)

产品手册

合肥神电测控技术有限公司 出品

1、支持PCIe总线、Ethernet千兆以太网总线通信的PG-RFSOC-27DR/47DR/67DR sbRIO系列FPGA板卡诞生了,后发优势,覆盖NI-sbRIO/myRIO/cRIO/USRP等RIO系列FPGA产品,兼容LabVIEW My FPGA开发环境。

2、通信接口:Ethernet千兆以太网实测带宽:85MB/s(TCP模式)和92MB/s(UDP模式)。

3、指标:RFSOC芯片内部集成了8路4G/5G并行ADC与8路6.5G并行DAC模块、1路PS端SSD NVME接口、1路TypeC串口(JTAG+UART二合一)、1路RS485、2路CAN、1路USB3.0(PS端)、1路DP接口、1个2.54mm间距16pin扩展口(LVCMOS33)、4路LED灯(PS端2个/PL端2个)、2路按键(PL端)、1路PCIex8接口、1路PS端千兆网口、2路QSFP+光口、1路TF插槽、1颗EMMC。详细参数参考下面。

5、超大容量FPGA(RFSOC)+ARM内核(多核Cortex-A53)加持RFSOC芯片,远超传统纯FPGA;更重要的是:用户可以使用图形化LabVIEW在RFSOC芯片中自由翱翔,实现各种超高速采集、模型、算法、测试、锁相、3C、PID等闭环应用。

6、相比于纯FPGA芯片,PG-RFSOC-27DR/47DR/67DR sbRIO芯片内置多核ARM处理器,直接运行NI LinuxRT实时系统,就可以利用LabVIEW单步运行、断点、探针等技术,通过Windows或者Linux RT非常方便的观察和更新下位机Linux RT和FPGA VI里面的过程变量(譬如,VI前面板上的控件数值或者状态或者程序框图里面感兴趣的变量),与NI公司的在线前面板仿真、调试、运行有异曲同工之妙。

更多内容也可以观看 PG-RFSOC-27DR/47DR/67DR sbRIO 视频演示, B 站视频链接: https://b23.tv/2kBRgVy

https://b23.tv/Ijb0jeF

https://b23.tv/KUF2OKB

RFSOC27DR/47DR/67DR 系列芯片相比于 ZYNQ7000 系列

有哪些优势

有些对实时性要求不高的算法和总线通信,比如Modbus通信、MQTT、WiFi、TCP、UDP、高斯拟合、多项式拟合、互相关、不限制点数的FFT频谱变换、不限制点数的滤波器、机器学习、Python脚本、甚至AI算法、双精度浮点数计算都可以放在PS端也就是ARM里面跑,这样可以极大节省FPGA宝贵的资源;而对于实时性要求很高或者需要对某些算法进行加速,可以放在PL端也就是FPGA里面跑,比如高速ADC采集、DAC输出、快速FFT傅里叶变换、高吞吐率滤波器、高吞吐率锁相环PLL、图像处理、矩阵计算、多线程并行计算等,当然了,FPGA里面我们也封装好了千兆和万兆TCP和UDP功能。

因此,有了RFSOC之后,我们能做的项目和产品复杂度和灵活性也更高了,甚至有一种感觉,那就是上手兵器多了,都不知道用哪个好了!加上RFSOC的PS端可以运行Linux RT系统,这个Linux OS又极大的拓展和丰富了用户的想象力,可以实现以前纯FPGA不好实现的项目和产品,降本增效,妙哉!!!

了解清楚了RFSOC芯片的架构和开发门槛和开发工作量之后,就会发现传统的RFSOC开发之路是多么的困难和痛苦,有没有一种软件能同时解决PS和PL以及内部高速AD、DA模块的开发难度大这个痛点呢?我想答案是肯定的,图形化的LabVIEW无疑是解决这个问题的最佳工具软件,毕竟NI的USRP卖的还是非常火的,就是因为支持LabVIEW编程,让原本难上加难的RFSOC芯片开发变得简单傻瓜化,极大的降低了开发门槛和调试工作量。

但是NI的USRP价格太贵了,市面上基于RFSOC芯片的硬件和板子太多了,都是白菜价了,所以为了让我们广大爱好者、工程师们、创业者们都能享受到RFSOC芯片带来的福利,我们神电测控专门花费了1年时间攻克了历史上最难的RFSOC架构的芯片,彻底打通了RFSOC芯片里面的PS(ARM)端跟PL(FPGA)端之间的各种通信方式和内部8路并行高速ADDA模块的驱动开发,另外还有一些低速的Reg寄存器和Memory存储器访问,也有高速的AXI DMA FIFO传输互联,满足各类应用场景,取之不尽用之不竭!

我们将RFSOC芯片内部PS(ARM)里面运行的Linux RT环境下所需要的KO驱动和SO动态库和PL(FPGA)端的子VI函数全部封装到了LabVIEW My FPGA RFSOC Pro90工具包(向华为致敬)里面来了,方便用户统一安装使用。有了我们这个My FPGA RFSOC Pro90工具包之后,用户就能像开发NI myRIO、sbRIO或者cRIO那样简单的方式来开发市面上任意一款RFSOC板子了,包括用户自己做的硬件,这样才能最大程度的降低客户的硬件成本。真正让每个客户都能将RFSOC芯片用到自己的项目和产品里面去,发挥最大价值。

图1:神电测控新款PG-RFSOC-27DR/47DR/67DRsbRIO板卡实物图(正面)

图2:神电测控新款PG-RFSOC-27DR/47DR/67DRsbRIO板卡实物图(前面)

图3:神电测控新款PG-RFSOC-27DR/47DR/67DRsbRIO板卡实物图(后面)

1、性能参数简介

图4:神电测控新款PG-RFSOC-27DR/47DR/67DRFPGA芯片资源一览表

2、PG-RFSOC-27DR/47DR/67DR sbRIO板卡软件项目示例

推荐,当成类似NI FPGA RIO系列板卡自主开发,充分发挥FPGA的优势

提醒:关于LabVIEW如何开发下位机ZYNQ RFSOC FPGA芯片程序及其原理和开发过程,可以参考神电测控编写的《LabVIEWZYNQ RFSOC FPGA Pro90开发宝典》

图5:PG-RFSOC-27DR/47DR/67DRsbRIO板卡下位机PL端LabVIEW FPGA开发环境VI函数选板

图6:PG-RFSOC-27DR/47DR/67DRsbRIO板卡下位机PS端LabVIEW Linux RT开发环境函数选板

图7:PG-RFSOC-27DR/47DR/67DRsbRIO板卡配套的项目案例Demo

图8:PG-RFSOC-27DR/47DR/67DRsbRIO板卡配套的下位机PL端FPGA VI案例截图

图9:PG-RFSOC-27DR/47DR/67DRsbRIO芯片PL端IP核资源截图

图10:PG-RFSOC-27DR/47DR/67DR板卡配套的下位机PS端Linux RT VI案例截图(Part1)

图11:PG-RFSOC-27DR/47DR/67DR板卡配套的下位机PS端Linux RT VI案例截图(Part2)

3、PG-RFSOC-27DR/47DR/67DR sbRIO板卡部分实验实战演示

提醒:以下实验包含了RFSOC芯片PL端FPGA VI程序框图与前面板、PS端Linux RT程序框图与前面板以及实验现象展示,更多更详细的内容可以参考B站视频教程里面的实战演示。

图12:实验1-PS端控制PL端LED亮灭(PL端FPGA VI程序框图)

图13:实验1-PS端控制PL端LED亮灭(PL端FPGA VI前面板)

图14:实验1-PS端控制PL端LED亮灭(PS端Linux RT VI程序框图)

图15:实验1-PS端控制PL端LED亮灭(PS端Linux RT VI前面板运行效果)

图16:实验1-PS端控制PL端LED亮灭(PG-RFSOC板卡上的LED0闪烁)

图17:实验1-PS端控制PL端LED亮灭(PG-RFSOC板卡上的LED1受控于PS端VI前面板上的按钮控制)

图18:实验3-直接控制PS端自己的MIO引脚(PS端Linux RT VI程序框图)

图19:实验3-直接控制PS端自己的MIO引脚(PS端Linux RT VI前面板运行效果)

图20:实验3-直接控制PS端自己的MIO引脚(挂在PS端上的MIO6对应的LED灯受控于LinuxRT VI前面板上的按钮)

图21:实验5-读取挂在PL端的按键引脚状态并传给PS端(PL端FPGA VI程序框图)

图22:实验5-读取挂在PL端的按键引脚状态并传给PS端(PL端FPGA VI前面板)

图23:实验5-PS端读取PL端传递过来的按键状态(PS端LinuxRT VI程序框图)

图24:实验5-PS端读取PL端传递的按键状态(PS端LinuxRT VI前面板运行效果)

图25:实验5-PS端读取PL端传递过来的按键状态(按下PL端SW0和SW1可以点亮PS端Linux RT上的LED指示灯)

图26:实验9.3-PS端与PL端通过DMA通道进行回环(PL端FPGA VI程序框图)

图27:实验9.3-PS端与PL端通过DMA通道进行回环(PL端FPGA VI前面板)

图28:实验9.3-PS端与PL端通过DMA通道进行回环(PS端Linux RT VI程序框图)

图29:实验9.3-PS端与PL端通过DMA通道进行回环(PS端Linux RT VI运行效果)

图30:实验9.4-PS端与PL端DMA通信速度测试(PL端FPGA VI程序框图)

图31:实验9.4-PS端与PL端DMA通信速度测试(PL端FPGA VI前面板)

图32:实验9.4-PS端与PL端DMA通信速度测试(PS端Linux RT VI程序框图)

图33:实验9.4-PS端与PL端DMA通信速度测试(PS端Linux RT VI前面板运行效果)

图34:实验100-PL端采集ADC数据通过DMA传给PS端(PL端FPGA VI程序框图)

图35:实验100-PL端采集ADC数据通过DMA传给PS端(PL端FPGA VI前面板)

图36:实验100-PL端采集ADC数据通过DMA传给PS端(接入信号发生器)

图37:实验100-PL端采集ADC数据通过DMA传给PS端(给定±1V、1MHz、Sine信号)

图38:实验100-PS端通过DMA读取PL端采集的ADC原始信号(PS端Linux RT VI程序框图)

图39:实验100-PS端通过DMA读取PL端采集的ADC原始信号(PS端Linux RT VI前面板运行效果)

图40:实验100-PL端采集ADC数据通过DMA传给PS端(给定±1V、10MHz、Sine信号)

图41:实验100-PS端通过DMA读取PL端采集的ADC原始信号(PS端Linux RT VI前面板运行效果,正负有点超量程了,所以尖峰有畸变)

图42:实验100-PL端采集ADC数据通过DMA传给PS端(给定±0.5V、10MHz、Sine正弦信号)

图43:实验100-PS端通过DMA读取PL端采集的ADC原始信号(PS端Linux RT VI前面板运行效果,采集的波形完美)

图44:实验101.3-PL端接收PS端发来的AWG波形数据并通过内部DAC输出去(PL端FPGA VI程序框图)

图45:实验101.3-PL端接收PS端发来的AWG波形数据并通过内部DAC输出去(PL端FPGA VI前面板)通过内部DAC输出去(PL端FPGA VI前面板)

图46:实验101.3-PS端将Express VI生成的正弦和三角波信号通过DMA传给PL端(PS端Linux RT VI程序框图)

图47:实验101.3-PS端将Express VI生成的正弦和三角波信号通过DMA传给PL端(PS端Linux RT VI前面板设置频率为1MHz,幅度为30000(I16))

图48:实验101.3-PS端将Express VI生成的正弦和三角波信号通过DMA传给PL端(PG-RFSOC实际产生的1MHz正弦波和三角波)

图49:实验101.3-PS端将Express VI生成的正弦和三角波信号通过DMA传给PL端(PG-RFSOC实际产生的1MHz正弦波和三角波)

图50:实验101.3-PS端将Express VI生成的正弦和三角波信号通过DMA传给PL端(PS端Linux RT VI前面板设置频率为10MHz,幅度为15000(I16))

图51:实验101.3-PS端将Express VI生成的正弦和三角波信号通过DMA传给PL端(PG-RFSOC实际产生的10MHz正弦波和三角波,幅度衰减一半)

图52:实验101.3-PS端将Express VI生成的正弦和三角波信号通过DMA传给PL端(PG-RFSOC实际产生的10MHz正弦波和三角波,幅度衰减一半)

图53:实验101.3-PS端将Express VI生成的正弦和三角波信号通过DMA传给PL端(PS端Linux RT VI前面板设置频率为50MHz,幅度为20000(I16))

图54:实验101.3-PS端将Express VI生成的正弦和三角波信号通过DMA传给PL端(PG-RFSOC实际产生的50MHz正弦波和三角波,幅度约为满量程三分之二)

图55:实验101.3-PS端将Express VI生成的正弦和三角波信号通过DMA传给PL端(PG-RFSOC实际产生的50MHz正弦波和三角波,幅度约为满量程三分之二)

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