Spectrum儀器數(shù)字化儀可以10GS/s采樣速度傳輸無(wú)限數(shù)據(jù)流

Spectrum儀器公司為旗下M5i.33xx系列旗艦產(chǎn)品增加全新流模式，這為行業(yè)的數(shù)據(jù)采集樹(shù)立了新標(biāo)桿。流模式能夠使這些超快的ADC卡以10GS/s的最大采樣率采集、流式傳輸和分析數(shù)據(jù)。新功能使數(shù)字化儀與COTS（商用現(xiàn)成品或技術(shù)）電腦技術(shù)完美融合，例如用于進(jìn)行無(wú)限信號(hào)處理的GPU，以及為SSD陣列創(chuàng)建可持續(xù)記錄數(shù)小時(shí)的流系統(tǒng)。

M5i.33xx系列數(shù)字化儀包含七個(gè)不同的型號(hào)，它們的采樣速度在3.2GS/s至10GS/s之間，垂直分辨率可達(dá)12位，并且?guī)捲?GHz至4.7GHz之間。該系列產(chǎn)品的共性在于都使用了16通道的Gen3 PCIe總線，能夠以12.8 GB/s的速率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。這種卓越的傳輸速度能夠在單通道以6.4GS/s的速率或在雙通道以3.2GS/s的速率直接將數(shù)據(jù)以流式傳輸至PC而不會(huì)造成任何信息丟失。如果用戶需要更快的采樣率，Spectrum儀器還提供了一個(gè)特殊的8位傳輸模式，用以在單通道以10GS/s的速率或在雙通道以5GS/s的速率傳輸獲取的數(shù)據(jù)。

Spectrum儀器M5i.33xx系列數(shù)字化儀能夠以10GS/s采樣速度獲取數(shù)據(jù)，并不間斷地將其傳輸至GPU進(jìn)行分析或SSD陣列進(jìn)行存儲(chǔ)。進(jìn)行流傳輸?shù)腜C是由COTS部件組成

將數(shù)據(jù)發(fā)送至GPU進(jìn)行連續(xù)的信號(hào)處理

對(duì)于需要進(jìn)行流和密集信號(hào)處理的情況，M5i.33xx系列數(shù)字化儀采用了SCAPP (Spectrum CUDA Access for Parallel Processing)。SCAPP軟件包使用了一個(gè)RDMA，將采集到的數(shù)據(jù)直接傳輸至現(xiàn)成的GPU，這一切都是基于Nvidia的CUDA標(biāo)準(zhǔn)。最終，用戶就可以利用GPU的多個(gè)處理核（10000余個(gè)）以及大內(nèi)存（高達(dá)48GB）進(jìn)行即時(shí)的并行處理。

SCAPP包含一套在數(shù)字化儀和GPU卡之間建立交互的例行程序，以及一套CUDA并行處理示例。這些示例為數(shù)字下變頻(DDC)、濾波、信號(hào)平均、數(shù)據(jù)多路解復(fù)用、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換或快速傅里葉變換(FFTs)等強(qiáng)大的處理功能提供了更為簡(jiǎn)便的構(gòu)建模塊。所有的SCAPP軟件都是基于C/ C++和Python語(yǔ)言，即使只具備普通的編程能力也能輕松駕馭產(chǎn)品并實(shí)現(xiàn)定制化。

例如，對(duì)于需要進(jìn)行連續(xù)頻譜分析的應(yīng)用，可以在10GS/s的采樣速度下獲取時(shí)域數(shù)據(jù)，并直接通過(guò)流式傳輸至GPU，最終不間斷地轉(zhuǎn)換至頻域。如果一個(gè)系統(tǒng)由一個(gè)M5i.33xx系列數(shù)字化儀（切換至全新8位模式）、SCAPP、一個(gè)價(jià)格適中的GPU、一個(gè)使用多路復(fù)用的轉(zhuǎn)換流程、窗口、FFT和1M大小的FFT模塊構(gòu)成，它將保持永恒的運(yùn)作。在10GS/s的采樣率下，這種FFT將覆蓋從直流到5GHz的頻率范圍，其分辨率也將達(dá)到10kHz。FFT模塊越大分辨率也越好。

用于采集后分析的流數(shù)據(jù)到RAID存儲(chǔ)

Spectrum儀器還提供基于Supermicro服務(wù)器的流媒體和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，并配備了一個(gè)AMD EPYC處理器，以及使用U.2 SSD的RAID存儲(chǔ)。憑借高達(dá)240TB的存儲(chǔ)空間，這些COTS系統(tǒng)能夠在最高10GS/s的采樣率下記錄6小時(shí)以上的數(shù)據(jù)。最重要的使，獲得的數(shù)據(jù)完美無(wú)瑕，沒(méi)有任何空白或遺漏的信息。數(shù)據(jù)儲(chǔ)存后就可以進(jìn)行檢查、分區(qū)和處理。該系統(tǒng)以前所未有的速度和超寬的頻率范圍提供了獨(dú)特的數(shù)據(jù)記錄能力。

帶有COTS組件的PC系統(tǒng)

Spectrum儀器首席技術(shù)官Oliver Rovini表示:“一直以來(lái)，我們都在為具有挑戰(zhàn)性的信號(hào)采集和分析類應(yīng)用尋找具有成本效益的解決方案。將我們的數(shù)字化儀產(chǎn)品直接與標(biāo)準(zhǔn)的PC組件連接，例如GPU、基于RAID的SSD存儲(chǔ)系統(tǒng)，我們的客戶將在PC世界邁向新的輝煌。GPU為處理密集型情況提供了一個(gè)很好的解決方案，比如成像、通信、天文學(xué)、光譜和航空航天等應(yīng)用，而存儲(chǔ)系統(tǒng)則為需要長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)信號(hào)的用戶提供了一個(gè)獨(dú)特的工具，比如涉及質(zhì)量控制、制圖或監(jiān)控的用戶。”

軟件

為了方便新產(chǎn)品更好地集成到大多數(shù)的測(cè)試系統(tǒng)中，數(shù)字化儀可以使用C、C++、C#、Delphi、VB. NET、J#、 Python、Julia、Java、LabVIEW和MATLAB等主流編程語(yǔ)言。SDK中包含各種編程示例以及在Windows或LINUX操作系統(tǒng)上運(yùn)行所需的驅(qū)動(dòng)程序庫(kù)。如需整體解決方案，Spectrum儀器還提供了自主研發(fā)的測(cè)試軟件SBench 6 Professional，該軟件能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)卡片的完全控制，并具備顯示、分析、存儲(chǔ)和文檔功能。SBench 6通常用于處理龐大的數(shù)據(jù)文件，并提供許多處理工具，其中包括允許使用自定義計(jì)算函數(shù)的插件接口，以及各種導(dǎo)入和導(dǎo)出過(guò)濾器。

M5i.33xx系列數(shù)字化儀與流系統(tǒng)現(xiàn)已上市。每款M5i系列數(shù)字化儀卡均配備全新8位傳輸模式。

關(guān)于Spectrum儀器

Spectrum儀器成立于1989年，迄今為止設(shè)計(jì)和研發(fā)了多款模塊化數(shù)字化儀及發(fā)生器產(chǎn)品，其中包括PC卡（PCIe和PXIe）以及獨(dú)立以太網(wǎng)設(shè)備（LXI）。在過(guò)去30年間，Spectrum獲得了業(yè)界的廣泛認(rèn)可，旗下產(chǎn)品也被用于行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)及一流大學(xué)的眾多產(chǎn)品和科研項(xiàng)目中。Spectrum儀器總部位于德國(guó)漢堡附近的格羅斯?jié)h斯多爾夫，憑借卓越的技術(shù)能力和優(yōu)質(zhì)的客戶服務(wù)享譽(yù)全球。