了解LabVIEW FPGA和軟件設計射頻儀器的優(yōu)勢所在

　　軟件設計儀器與傳統(tǒng)方法的對比

　　在射頻測量系統(tǒng)中運用基于FPGA的硬件可以帶來從低延時待測設備的控制到減少CPU負載等諸多好處。在下文中將介紹更多不同應用的詳細情況。

　　使用交互式待測設備控制方法，提高測試系統(tǒng)的整合度

　　在許多射頻測試系統(tǒng)中，需要使用數字信號或自定義協(xié)議來控制需要被控制的設備和芯片。傳統(tǒng)的自動化測試系統(tǒng)可以通過待測設備的模式進行排序，在每一個不同的階段進行所需的測量工作。有些智能型的自動化測試儀器(ATE)系統(tǒng)可以根據接收到的測量值在待測設備設置之間進行排序。

　　對于任意兩種情況，包含了FPGA的軟件設計儀器都可以降低成本并減少測試時間。將測量處理和數字控制整合至一個儀器中可以降低系統(tǒng)對其他數字I/O的需求，并且也無需在儀器間對觸發(fā)進行配置。對于有些必須根據接受到的測量數據進行控制的待測設備，軟件設計儀器可以在硬件中關閉循環(huán)，以減少因在軟件中進行決策所帶來的高延時。

　　使用硬件測量減少測試時間，提高測試可靠性

　　雖然當今基于軟件的測試系統(tǒng)只能對有限數量的測量進行并行處理，但只要通過FPGA邏輯，軟件設計儀器可以毫無限制地實現并行處理。通過硬件并行機制可以處理大量的測量任務或數據通道，而無需對指定的測量任務進行挑選。諸如快速傅里葉變換、濾波、調制和解調等計算，可以在硬件中進行，由此可以減少CPU的數據傳送量和處理量。諸如實時頻譜屏蔽之類的功能，使用軟件設計儀器，可以比使用傳統(tǒng)封裝儀器獲得更高的速率。

　　此外，在硬件中執(zhí)行測量任務的低延時意味著在同樣的時間內，標準測試系統(tǒng)可能只能要求完成一個測量任務，但其卻可以同時進行數十個甚至上百個實時測量任務，從而提高測試結果的質量并增加射頻測試的可靠程度。而且，由于測量任務可以在硬件中連續(xù)執(zhí)行，并周期性地從主機測試程序中進行采樣，用戶可以完全不用擔心遺漏任何重要的數據。　　

圖2. 使用軟件設計儀器，用戶可以連續(xù)采集數據并執(zhí)行測試(定期采樣測試結果)，而無需停止采集過程來傳輸信息。

　　通過閉環(huán)反饋快速達到最理想的測試條件

　　某些射頻測試要求待測設備設置或環(huán)境和生產處理的數量需要根據所接收到的測量任務進行改變;這就需要一個閉環(huán)系統(tǒng)，但其常常由于軟件棧的延時而受到限制。在許多情況下，可以在硬件中直接閉環(huán)，從而使得CPU無需再計算下一個定位點。這樣可以將閉環(huán)測試時間從數十秒減少至零點幾秒。

　　通過用戶自定義觸發(fā)來處理特定的數據

　　使用儀器型硬件已解決了觸發(fā)行為的延時問題。然而，通過使用軟件設計的儀器，用戶可以將自定義觸發(fā)功能集成到設備中，從而可以在特定情況下快速執(zhí)行命令。靈活的基于硬件的觸發(fā)意味著用戶可以在捕捉重要的測量數據或激活其他的儀器設備時，將自定義頻譜屏蔽或其他復雜的條件設置為標準。并且，通過選擇硬件中特定的數據可以使得用戶解放CPU以用于其他重要的任務。

　　在設計過程中合理運用軟件投資

　　雖然本文內容主要有關射頻測試，但工程師也越來越多地在設計和測試階段反復地使用IP，縮短產品上市周期并大幅減少測試總體費用。通過LabVIEW FPGA，可以對數字信號處理算法進行定義，并可將其視為設備的一部分或元件確認而重復運用，從而無需再從頭開始編寫測試代碼。這能夠加速測試的開發(fā)(在設計環(huán)節(jié)的初期即可開始進行測試)，同時也使得測試覆蓋的范圍更加完整。　　

圖3. IP可以在設計和測試階段反復使用，從而減少測試的開發(fā)時間并提供更加完整的測試范圍

　　永不過時的軟件設計儀器

　　在未來幾年中，廠商定義的儀器和功能固定的即用儀器將毫無疑問地繼續(xù)存在。然而，越來越多復雜的射頻設備和產品上市時間的壓力已推動了基于軟件的儀器系統(tǒng)的不斷增加，這些趨勢的延續(xù)意味著在不久的將來，軟件設計儀器將逐漸在射頻測試，乃至在所有的測試儀器中，扮演一個不可或缺的重要角色。

　　軟件設計儀器提供了高度的靈活、優(yōu)質的性能，以及采用即時可用硬件而具備的永不過時性。當系統(tǒng)要求改變時，軟件設計儀器的軟件投資將通過不同的模塊化I/O得以保留，而現有的I/O也可以根據實際應用而隨時改變。