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ADI和賽靈思的合作淵源已久，從離散解決方案到集成式芯片，從兩年前ADI發(fā)布支持賽靈思7系列的FMC子卡到2013年攜手賽靈思推出典型系統(tǒng)方案，模擬和數(shù)字領(lǐng)域的兩大企業(yè)已共同走過了4個合作階段。今年，ADI與賽靈思再次攜手，共同推出了針對軟件定義無線電（SDR）的系統(tǒng)級解決方案。
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跨專業(yè)領(lǐng)域的系統(tǒng)級挑戰(zhàn)
ADI公司中國技術(shù)支持中心經(jīng)理聶海霞女士指出，中國的工程師想要設(shè)計(jì)出有競爭力的產(chǎn)品，上市周期、研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)和成本控制這三項(xiàng)是他們最為頭疼的考量要素。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，中國電子工程師的平均年齡只有29歲，是一個非常年輕、同時缺乏經(jīng)驗(yàn)積累的群體?？梢哉f，除了市場的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，中國工程師還面臨著很多設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。
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橫向來看，模擬工程師越來越需要了解嵌入式、FPGA等數(shù)字系統(tǒng)，同時數(shù)字工程師在跨領(lǐng)域和專業(yè)的設(shè)計(jì)中也面臨越來越高的要求；縱向來看，僅對電路設(shè)計(jì)進(jìn)行掌握已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，各領(lǐng)域工程師還需要上升到系統(tǒng)層面，對產(chǎn)品進(jìn)行整體的把握。否則，成型后的產(chǎn)品將很難保持差異化競爭的優(yōu)勢。此外，建模和仿真軟件的有效利用也成為了硬件工程師必備技能，因?yàn)橄到y(tǒng)的成功搭建會和研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)、產(chǎn)品上市形成一個正向的循環(huán)反饋。
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“回顧去年的ADI設(shè)計(jì)峰會，我們發(fā)現(xiàn)各占一半的模擬和數(shù)字工程師表示急需掌握跨專業(yè)領(lǐng)域的知識和技能，這和我們對工程師所面臨挑戰(zhàn)的分析非常一致?！甭櫤Ｏ寂勘硎荆?ADI和賽靈思再次合作的初衷，就是為了讓中國工程師能夠更加輕松的應(yīng)對來自市場和設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)。ADI和賽靈思會通過提供一系列有競爭力的產(chǎn)品及參考設(shè)計(jì)，幫助工程師設(shè)計(jì)出差異化、高性能和低成本的產(chǎn)品，最終優(yōu)化和控制產(chǎn)品的上市?！?/p>
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釋放迫切的需求：ADI再推兩款SDR平臺解決方案
去年10月，ADI發(fā)布了一款兩收兩發(fā)的完整單芯片射頻收發(fā)器解決方案AD9361。今年3月，ADI為該系列新添一款單收單發(fā)的射頻收發(fā)器AD9364，旨在為細(xì)分的市場和客戶需求提供更靈活的選擇。
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軟件無線電從90年代發(fā)展至今，逐漸從軍用走向了民用。而隨著近兩年4G業(yè)務(wù)的爆發(fā)和大規(guī)模部署，軟件無線電的應(yīng)用產(chǎn)生了很多急迫的需求：集成式的收發(fā)器和系統(tǒng)級的開發(fā)。
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我們知道，硬件平臺的統(tǒng)一性和可重構(gòu)性是軟件無線電的兩大特點(diǎn)。也就是說，工程師既需要在同一個硬件平臺上支持不同的頻段、制式和標(biāo)準(zhǔn)，還需要通過軟件編程來支持不同的通信制式，而不是通過改變硬件。
ADI公司亞洲區(qū)通信業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理解勇先生介紹，目前市場上主要有兩種軟件無線電方案：第一種是基于離散的元器件搭建成的平臺，它較差的靈活性使得很難支持所有的頻段，同時需要較多的外圍元器件以及擁有較高的成本；第二種，是以AD9364為代表的突破性全集成射頻收發(fā)器方案，在省去了外圍器件帶來的成本的同時， AD9364還擁有足夠?qū)挼念l帶范圍。下面是射頻收發(fā)器的一些重要考量指標(biāo)：
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- 全集成射頻收發(fā)器
AD9364是一款基于統(tǒng)一硬件平臺、可重構(gòu)的全集成式射頻收發(fā)器。它的內(nèi)部提供了上千個集成器，用戶可根據(jù)應(yīng)用需求通過SPR串形控制接口進(jìn)行編程控制。另外，相對離散器件的方案，AD9364需要支持的外圍元器件以及芯片數(shù)量可以減少一半以上，功耗僅有700毫瓦左右。
- 頻帶范圍：從70兆赫茲一直到6G
AD9364支持的頻帶范圍可以從70兆赫茲一直到6G，加之從200K赫茲到56兆赫茲的信號通道帶寬，使得AD9364幾乎覆蓋了所有的主流通信標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)解勇介紹，來自ADI競爭對手的同類產(chǎn)品的頻率范圍是從300兆赫茲到3.8G赫茲，AD9364相對他們領(lǐng)先了69%；同時，競爭對手產(chǎn)品的通道帶寬約為1.5兆赫茲到28兆赫茲，AD9364較之領(lǐng)先了一倍多。
- 靈敏度和噪聲系數(shù)
在接收任務(wù)中，靈敏度是很重要的指標(biāo)，它主要取決于噪聲系數(shù)，AD9364芯片目前可以做到小于2.5dB；在發(fā)射任務(wù)中，我們需要考察線性度，AD9364可以做到小于負(fù)40dB。
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- 目標(biāo)應(yīng)用和供貨
AD9364作為AD9361系列的補(bǔ)充，它提供的單收單發(fā)功能給客戶提供了更靈活的選擇，同時管腳間的兼容，使得設(shè)計(jì)時不需要做額外的改動。解勇指出，AD9364針對的目標(biāo)應(yīng)用首先是射頻的測試設(shè)備和儀表，其次是通信和遙測設(shè)備。最重要的一塊是通信基礎(chǔ)設(shè)施，包括家庭基站、小基站、直放站，以及針對通用的軟件定義無線電的平臺。
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目前，AD9364和AD9361都已開始供貨，千片定價(jià)分別130美元和175美元。可以看出，因?yàn)閱瓮ǖ赖腁D9364省去了很多出廠測試成本，使得客戶可以買到更便宜的芯片。
快速原型設(shè)計(jì)模塊：用驅(qū)動軟件完成集成器的配置
解勇告訴記者，ADI在推出快速開發(fā)原型模塊之前，初級客戶可能需要花大量時間去了解上千個集成器的作用以及如何配置。現(xiàn)在，ADI推出了這套高性價(jià)比的快速原型設(shè)計(jì)模塊，客戶不再需要去一個個研究集成器的定義，只需要通過ADI提供的驅(qū)動軟件進(jìn)行參數(shù)的修改，就可以編譯出程序。
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基于AD9364的2款FMC模塊分別是AD-FMCOMMS4-EBZ和AD-FMCOMMS1-EBZ。AD-FMCOMMS4-EBZ是一款經(jīng)濟(jì)型的單通道SDR快速原型設(shè)計(jì)模塊，可在2400-2500MHz區(qū)域?qū)崿F(xiàn)最高RF性能，或者在70MHz - 6GHz范圍實(shí)現(xiàn)寬范圍調(diào)諧；AD-FMCOMMS1-EBZ也是一款單通道的SDR快速原型設(shè)計(jì)模塊，由分立式高速ADI RFIC元件構(gòu)成，適用于400MHz至4 GHz頻率范圍的各類學(xué)術(shù)研究、工業(yè)和防務(wù)RF應(yīng)用。
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基于AD9361的2款FMC模塊分別是AD-FMCOMMS2-EBZ和AD-FMCOMMS3-EBZ。AD-FMCOMMS2-EBZ是一款雙通道的快速原型設(shè)計(jì)模塊，可在2400 - 2500MHz范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)最高RF性能，非常適合追求最佳系統(tǒng)性能的RF工程師使用。同時，安富利作為ADI和賽靈思的共同代理商，還將提供由AD-FMCOMMS2-EBZ和賽靈思的ZedBoard構(gòu)成的完整SDR套件AES-ZSDR2-ADI-G。AD-FMCOMMS3-EBZ也是一款雙通道SDR快速原型設(shè)計(jì)模塊，支持的調(diào)諧范圍為70MHz至6GHz，非常適合尋求具有寬調(diào)諧能力的統(tǒng)一開發(fā)平臺的無線通信SDR系統(tǒng)架構(gòu)師使用。同樣的，安富利也將為之提供一款完整的SDR套件：由AD-FMCOMMS3-EBZ和Xilinx ZC706構(gòu)成的AES-ZSDR3-ADI-G。
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Zynq：高速化和變形化的處理，幫助實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級的SDR解決方案
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- 高速化和變形化的處理
Zynq是賽靈思推出的世界首款全可編程SoC器件。在單個芯片中，嵌入式ARM處理器通過高速ARM總線和高性能FPGA整合到了一起，從而實(shí)現(xiàn)在軟件層面、硬件層面以及IIO層面全可編程的特殊能力。
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目前，Zynq在全球范圍內(nèi)有超過500家的客戶，以及100多家的合作伙伴，并支持所有的主流嵌入式操作系統(tǒng)。Zynq內(nèi)部分為處理器和FPGA兩大部分，它們通過高帶寬的總線緊密的連接，從而降低整個系統(tǒng)的延遲。這對于必須考慮帶寬問題的SDR系統(tǒng)是非常重要的。
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賽靈思亞太區(qū)Zynq業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理羅霖先生表示，在下一代的SDR系統(tǒng)中，工程師面臨著從射頻到接口、從SoC系統(tǒng)到嵌入式設(shè)計(jì)，以及DSP設(shè)計(jì)能力的多重挑戰(zhàn)。即便是經(jīng)驗(yàn)和技能豐富的工程師，也很難同時掌握如此全面的能力。
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“ADI的AD936X在帶寬、集成度、靈活性和功耗方面已經(jīng)具有明顯的優(yōu)勢。而賽靈思在可編程邏輯上可以通過ARM內(nèi)核來實(shí)現(xiàn)超出原有速度2到3倍的高速化處理。ADI可以負(fù)責(zé)領(lǐng)先的射頻產(chǎn)品設(shè)計(jì)，賽靈思負(fù)責(zé)從接口到嵌入式軟件系統(tǒng)以及DSP處理的后端設(shè)計(jì)。Zynq與ADI已經(jīng)形成了系統(tǒng)級的合作默契，從而幫助工程師應(yīng)對SDR系統(tǒng)設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)。”羅霖這樣解釋了賽靈思選擇與ADI長期合作的理由。
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在過去，SDR系統(tǒng)方案是通過在AD后面添加DSP單元和單獨(dú)的處理器，共需3個芯片方可使該操作系統(tǒng)運(yùn)行起來?！艾F(xiàn)在，Zynq平臺已經(jīng)把處理器有機(jī)的整合在一起，使板上的物料更少、集成度更高、板卡面積和功耗更低。同時，Zynq器件在核心的DSP處理部分上，可以提供4倍于常見多核DSP的處理能力。在FPGA內(nèi)部，很多硬件資源便可以做變形化的處理，一個數(shù)據(jù)處理器通過一些變形預(yù)算就可以完成任務(wù)。”羅霖解釋說。
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- 無縫的對接
據(jù)了解，ADI的FMC模塊可以和賽靈思的ZC702、ZC706和Zedboard等開發(fā)板進(jìn)行無縫的連接。實(shí)際上，標(biāo)準(zhǔn)化的FMC模塊已經(jīng)可以無縫的連接到賽靈思整個系列平臺。
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羅霖強(qiáng)調(diào)說，先進(jìn)的SDR系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要多方面的能力，特別是高速射頻與數(shù)字信號緊密的互連和協(xié)同的優(yōu)化。而Zynq器件可以通過片子高速轉(zhuǎn)型，把嵌入式處理器可編程邏輯和IIO接口整合在一起，從而提升系統(tǒng)的性能、集成度以及靈活性，非常適合先進(jìn)的SDR應(yīng)用。
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兩個提供商，同一個支持團(tuán)隊(duì)
解勇表示， ADI主要通過技術(shù)論壇對AD936X產(chǎn)品提供在線支持。同時，安富利作為ADI和賽靈思的共同代理商，已經(jīng)組建了一個專門的團(tuán)隊(duì)來支持客戶，包括射頻、FPGA軟件以及SDR套件的系統(tǒng)級支持。另外，在ADI和賽靈思的官方網(wǎng)站上，客戶也可以直接下載到很多針對不同型號產(chǎn)品的參考設(shè)計(jì)以及驅(qū)動程序。
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