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如何让射频设计的世界里不再有“伤痛”?

时间:2016-07-06 作者:邵乐峰 阅读:
面对日益增多拥挤的无线频谱标准(LTE、HSPA+、HSPA、CDMA2000、EDGE等),众多应用/市场OEM制造商发现在系统设计时对频谱的规划是越来越难……

面对日益增多拥挤的无线频谱标准(LTE、HSPA+、HSPA、CDMA2000、EDGE等),众多应用/市场OEM制造商发现在系统设计时对频谱的规划是越来越难。ADI公司通信基础设施业务部门中国区战略市场经理解勇对此解释说,频谱离得越近,就越需要高性能滤波器和具备更高线性度与动态范围的接收器来滤除带外干扰信号和解决信号共存问题。此外,他们还迫切需求具备灵活性和可配置性、支持现场升级的统一可编程软件无线电(SDR)平台。这样,用户就无需针对每项标准构建不同的芯片,只需构建单一芯片,通过简单的软件修改,即可适应各个市场的需求。EPyEETC-电子工程专辑

RadioVerse技术和设计生态系统

早在2013年11月,ADI就推出了集多种功能于一体的完整无线电设计方案AD9361,包括FPGA夹层卡(FMC)和广泛的设计资源(Gerber文件、参考代码、Linux示例应用和驱动程序以及设计支持包)以供下载。并联合Xilinx、安富利(AVNET)合作开发了基于SDR架构的参考设计,还与Ettus Research公司共同推出了基于AD9361的完全集成式单电路板通用SDR外设平台USRP B200/B210,其连续频率覆盖范围从70MHz至6GHz,采用丰富的C++ API设计,为大量开发者社区(如GNU无线电)等软件框架所支持。EPyEETC-电子工程专辑

时隔不到半年,ADI又推出了其单通道版本AD9364,以及基于该芯片的单通道SDR快速原型制作FMC模块(AD-FMCOMMS4-EBZ/AD-FMCOMMS1-EBZ)。与AD9361类似,AD9364集成单通道直接变频射频接收器和发射器、模拟滤波、数据转换器、频率合成器以及系统校准功能,工作频率范围70MHz-6GHz,通道带宽200kHz-56MHz,实现了对单载波GSM和微波点对点通讯的全支持。据称相比竞争方案,频率范围可增加69%,通道宽带增加111%,更低的噪声系数减少了对前端LNA的限制,其搭载的可编程滤波器还可基于客户IC配置创建唯一IP。EPyEETC-电子工程专辑

目前,许多OEM厂商仍采用离散器件(放大器、混频器、解调器、ADC/DAC、滤波器等)来搭建所谓的SDR平台,即便使用集成式宽带捷变收发器解决方案,仍然受制于性能、可调带宽、硬件/射频信号链设计和软件开发经验的欠缺,导致产品上市时间推迟,或是无法支持众多应用。为此,ADI在2016年5月推出了RadioVerse技术和设计生态系统,以便为客户提供集成收发器技术、鲁棒的设计环境和针对特定市场的技术专长,使其无线电设计能够快速从概念变为产品。EPyEETC-电子工程专辑

ADI RadioVerse技术和设计生态系统通过提供集成式RF收发器、软件API、设计支持包、完备的文档、ADI EngineerZone在线技术支持社区及其他资源,来加快客户产品上市。例如,RadioVerse提供集成式宽带RF收发器评估板,其可直接与FPGA开发平台相连,支持客户执行芯片级性能评估,以及利用单个硬件平台快速开发完整无线电原型;提供工具套件支持这些评估板,包括HDL、Linux驱动、软件API、GUI以及客户快速启动设计所需的设计文件;利用MATLAB和Simulink可以开发AD9371收发器的精确可验证模型,从而支持对该收发器进行高级仿真和分析。最终,用户可使用该模型来配置收发器,验证性能,更早地纠正问题,加速完成其RF系统设计。
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F1:ADI RadioVerse技术和设计生态系统EPyEETC-电子工程专辑

“ADI的想法很简单,但真正执行起来却并不简单。”解勇说。首先,我们需要创建一个通用平台;其次,这个平台要能够帮助客户降低系统设计的难度和复杂度,要容易上手;第三,要能够创造性的开发一些新的系统架构。比如如何简化系统架构设计,减少对外围器件的使用,减轻无线电尺寸、重量和功耗(SWaP);或是继续扩充RadioVerse设计环境中的第三方设计公司、COTS提供商和其他合作伙伴,以更好地帮助客户快速向市场部署产品。EPyEETC-电子工程专辑

AD9371强在哪里?

作为RadioVerse技术和设计生态系统发布的一部分,ADI公司集成式宽带RF收发器产品系列中的最新成员AD9371也于日前正式推出,应用市场目标瞄准楼宇、灯柱和办公室墙壁中的小尺寸、多频段基站、无人航空器中的长程高清视频链路、宽带宽军用卫星通信系统、以及支持多模式、多频段应用测试的电子测试与测量设备。EPyEETC-电子工程专辑

AD9371是一款高度灵活的运营商级片上系统无线电解决方案,在标准工作条件下实现了300MHz到6GHz的宽RF调谐范围、支持高达100 MHz的接收机和发射大信号瞬时带宽,高达250 MHz的观测接收机和发射合成带宽,全集成式LO和时钟功能,高度先进的片内校准和校正算法,以及低于5W的功耗。它可以取代或消除多达20个分立无线电器件,且能用作多种应用和标准的通用设计平台,提高研发效率并缩短终端产品的上市时间。
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F2:AD9361与AD9371性能对比EPyEETC-电子工程专辑

简化SDR系统设计的理念在AD9371中无处不在。例如,相比AD9361,AD9371此番在软件中提供了API函数功能,客户只需调用这个函数,输入所需要的频点和配置即可完成配置。不必再像此前一样逐个理解上千个寄存器所代表的含义,再进行配置,大大简化了客户的设计。EPyEETC-电子工程专辑

AD9371的评估系统在硬件层面提供两种选项:一个是窄带(Narrowband)评估板,具体是在1.8G-2.8G赫兹的频段进行了优化,优化过的指标与数据手册上的指标完全吻合,型号为ADRV9371-N/PCBZ;另一种为宽带(Wideband)评估板,支持从300MHz-6GHz频率范围。解勇强调说,ADI在评估板上特意使用了一个宽带巴伦(Wide range Balun),由于其在极低或极高频段上差损比较大,所以评估板并不是用来进行性能评估的,而是来做一些验证工作,例如整个频率范围之内的灵敏度、输出功率、幅度等。当然,如果用户设计的频段不在窄带评估板优化频段上,他们可在ADI官网上找到专为基于其他频段优化的匹配电路。
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F3:AD9371硬件评估系统EPyEETC-电子工程专辑

软件方面也同样提供两种选择:一是评估软件(Evaluation Software),用户可基于Windows GUI进行配置、操作和测试评估板性能。这些功能并不依赖于某个操作系统的源代码,用户可以方便的将其集成进自己的系统中,以便于在评估的时候随时调用;二是原型软件(Prototyping Software),这是真正属于客户系统,他们可以根据其系统的要求来进行定制化的配置和评估。另外,FPGA的代码可以在开源网站上下载,ADI也提供可在Windows、Linux、OS-X系统中使用的开源GUI和Linux IIO驱动软件。EPyEETC-电子工程专辑

ADI官方论坛正在举行有关“完美射频设计平台,你最关注哪些?” 的有奖大探讨,马上参与话题讨论吧!
https://ezchina.analog.com/thread/13529

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邵乐峰
ASPENCORE 中国区首席分析师。
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