作者： Tawfeeq Ahmad
人们对更快速、更高效、更灵活的信号采集系统的需求，正在重塑从 5G 通信到国防再到医学影像的各个行业。传统射频系统依赖带多个下变频级的复杂模拟前端，增加了延迟、成本和设计复杂度。
直接射频采样改变了这种模式。通过在多吉赫兹频率下直接对信号进行数字化，工程师可以设计出更简单、更紧凑且可重构的平台。这种方法不仅提升了系统性能，还支持能适应不断演进的应用需求的软件定义架构。
为了满足这一需求， iWave 将 Analog Devices AD9207 （一款双通道、12 位、6 GSPS ADC）集成到其定制的 Zynq™ UltraScale+™ MPSoC 板中。这一强强组合以基于 FPGA 的处理灵活性，实现了实时宽带数字化，为下一代射频系统的创新打开了空间。
AD9207：用于直接采样的高速 ADC
之所以选择 Analog Devices AD9207，是因为它能够处理高频、高带宽的工作负载。主要特性包括：
- 12 位双通道分辨率，具备出色的 SNR 和 SFDR
- 采样率最高 6 GSPS，可对高达 8 GHz 的信号直接数字化
- JESD204B/C 接口，最多 8 通道，每通道 25 Gbps，可实现可扩展的数据吞吐量
- 片上 DSP 特性包括数字下变频器和可编程滤波器，减轻了 FPGA 负载
通过最小化模拟级，AD9207 能够让工程师构建更紧凑、更精确、可重构的射频系统，且速度更快、成本更优。
与 Zynq™ UltraScale+™ MPSoC 无缝集成
该平台的核心是 iWave 的 Zynq UltraScale+ MPSoC 定制板，专为高速数据采集而设计。主要整合亮点包括：
- 高速 JESD204C 接口：8 条串行通道，每条最高 25 Gbps，确保低延迟、高吞吐量数据传输。
- 高级时钟：LMK04828 时钟合成器为 ADC 与 FPGA 逻辑提供低抖动参考时钟，实现精确同步——这对雷达和相控阵系统至关重要。
- 优化 PCB 布局：通过阻抗控制和隔离功率域进行精心设计的高速布线，可在吉赫兹频率下保持信号完整性。
该设计在充分发挥 AD9207 全部性能的同时，也利用了 Zynq™ UltraScale+™ MPSoC 的处理灵活性。
经过验证和测试
该集成平台经过严格验证，以确保其性能稳定可靠：
- 器件配置 – 通过 SPI 接口配合 Linux IIO 驱动程序对 AD9207 进行控制。
- 链路验证 – 测试了 JESD204C 通道对齐和 SYSREF 同步，以确保双通道相位一致性。
- 测试信号捕获 – 输入 1 GHz 模拟信号，以最高 6 GSPS 采样，经 JESD204C 链路传至 FPGA。
- 数据处理 – FPGA 中的定制 JESD204C IP 内核负责数据滤波、变换与存储。
- 可视化 – 在 PC 上使用 ADI 的 IIO Oscilloscope 软件查看捕获信号，验证时域波形（图 1）和 FFT 输出（图 2）。
- 性能分析 – 对比内部测试图案与外部信号源，验证信号完整性、错误检测与系统优化。
这套全面验证程序确认了该平台已准备好部署于苛刻的实际环境中。
图 1：ADC 时域输出。（图片来源：iWave）
图 2：FFT 输出。（图片来源：iWave）
为什么选择 iWave 的定制平台？
与通用评估板不同，iWave 的 Zynq™ UltraScale+™ MPSoC + AD9207 平台专为量产部署而设计，具体特性如下：
- 可扩展设备支持（ZU11EG、ZU17EG、ZU19EG）
- 强大的异构处理能力：四核 Arm Cortex-A53、双核 Cortex-R5、Mali GPU
- 稳健的内存架构：PS 侧 8 GB DDR4 RAM（带 ECC）+ PL 侧 4 GB DDR4
- 高速收发器：16 路 GTY、32 路 GTH、4 路 GTR，支撑海量射频吞吐
- 可扩展存储：最高 128 GB eMMC，搭配丰富 I/O
这些特性共同使其成为必需要低延迟和大带宽的高性能射频工作负载的理想之选。
在 iWave，我们融合 FPGA 系统、嵌入式设计与射频信号处理方面的深厚专长，帮助客户加速创新。将 AD9207 集成到我们基于 Zynq UltraScale+ MPSoC 的定制平台上，证明了我们有能力设计出复杂、高性能且可投入生产的解决方案。
除硬件外，iWave 还提供定制服务、长期支持与生态专长，帮助客户将方案适配到国防、电信、医疗或汽车等市场的独特需求中。
想了解更多？欢迎通过 mktg@iwave-global.com 联系我们，了解 iWave 的 MPSoC 与 FPGA 产品组合如何以灵活的高性能平台和跨域系统开发能力为客户赋能。
本文转载自：Digikey
