由美国国家仪器有限公司(NI)举办的“NIDays全球图形化系统设计盛会”中国站日前在北京圆满落幕。今年的NIDays以“仪器变革进行时”为主题，向近千位来自不同行业的工程师和媒体全方位展示了NI在推动测试测量、控制和设计领域及创新技术应用方面所做出的努力：包括拥有全新模板及项目范例的LabVIEW 2012、用于高性能嵌入式测量与数据记录应用的CompactDAQ独立式机箱(cDAQ-9139)、以及基于FPGA、软件自定义、支持802.11ac和LTE/LTE-A测试的全球首款矢量信号收发仪(VST)PXIe-5644R。 其中，以VST的发布最为耀眼。
矢量信号收发仪器是一类全新的仪器，它结合了矢量信号分析仪(VSAG)、矢量信号发生器(VSGA)与基于FPGA的实时信号处理和控制。此次推出的PXIe-5644R还拥有用户可编程FPGA，它允许自定义算法直接用于仪器的硬件设计，这种软件设计方法让VST拥有了软件定义无线电(SDR)架构的灵活性以及射频仪器的高性能。
更重要的是，NI此次也将图形化系统设计(GSD)概念导入PXI VST中，将过去传统的软件定义硬件(Software Defined Hardware)升级为软件设计硬件(Software Designed Hardware)。NI射频和微波测试经理Erik Johnson解释说，这是NI第一次将产品中的FPGA完全开放给客户，用户可借此自行设计仪器测试功能与项目，更具灵活性，并有助于提升测试速度，而这也正是LabVIEW 2012的一大特色。
Erik Johnson表示，VST基于NI可重配置I/O(RIO)架构，可通过LabVIEW对FPGA进行编程。由于LabVIEW能够清楚地表现并行架构和数据流，非常适用于FPGA程序的编写，用户不论有没有传统FPGA设计的经验都能高效运用可重配置硬件的功能。同时，NI VST软件拥有众多针对客户应用的初始功能，包括应用IP、参考设计和LabVIEW范例项目。这些初始功能包含了所有默认的LabVIEW FPGA特性和预构建的FPGA位文件，以帮助用户快速上手。
图片来自互联网
{pagination}
采用Xilinx Virtex-6 FPGA，并支持使用LabVIEW FPGA模块进行编程，这被NI方面认为是VST最具革命特质的创新。该FPGA可连接至VSA和VSG基带I/Q数据，以及24条数据速率250 Mbit/s的数字I/O线，使得传输、接收、基带I/Q以及数字输入输出都拥有共同的FPGA ，并有能力处理如实时在待测设备(DUT)控制、自定义触发、功率电平伺服、软件定义无线电和通道仿真等诸多应用。
PXIe-5644R的RF输入/输出包含独立的本地振荡器(LO)、65 MHz-6 GHz的频率范围以及最高80 MHz的瞬时带宽。PXIe-5644R属于单个3槽PXI Express模块，通过在单个PXI Express机箱中使用多个VST模块可以创建多输入多输出(MIMO)配置。因此，VST可以用来测试各种标准，如802.11ac，5.8GHz下其误差矢量幅度(EVM)优于-45 dB(0.5％)。
举例来说，802.11ac误差向量幅度(EVM)的测试，若采用单机仪器将需要两台仪器才能进行测试，而PXI VST仅需两张PXI卡片即可完成，且测试速度可快十倍。NI VST不仅由于导入FPGA可以加快处理速度，VST其运作功耗仅60瓦，等同于一颗白炽灯泡，功耗上的降低带来的另一个益处是可避免因仪器过热而产生的问题。此外，由于整合信号产生与分析功能，VST也可让工程师在实验室中仿真手机真实使用环境，进而简化测试流程。而在成本方面，除了节省测试时间即等同于测试成本的缩减外，PXI VST硬件成本也较单传统机仪器低。例如，两台单机仪器的售价至少约130,000美元，而PXI VST仅需45,000美元。
另一个设计亮点是PXIe-5644R在接收器架构设计中采用了零差式RF接收器(也称为同步、零中频或直接下变频接收器)。NI提供的资料显示，与外差式接收器不同，零差式接收器中的LO频率等同于或接近于输入RF信号的频率，从而得到直流中心或低IF信号，如10或20 MHz。与传统外差式架构相比，零差式架构具有多方面优势，如简化设计、低成本、低功耗以及更多选择，并可用于分离信号重叠的邻近通道。其他优点包括更高带宽、通过单个LO简化设计、紧凑设计以提供更小封装尺寸等。
《电子工程专辑》网站版权所有，谢绝转载
