SIGLENT(シグレント) ベクトル・ネットワーク・アナライザ SNA6000Aシリーズ

AMD Versal RFシリーズに組み込まれている**専用ハードIP(Hard IP)**は、デジタル信号処理(DSP)において頻繁に使用される複雑な機能を、プログラマブルロジック(FPGA領域)やソフトウェアで実装するよりも、高速低消費電力省面積で実行するために設計された固定機能ブロックです。

このハードIP化が、Versal RFシリーズの「SWaP(サイズ・重量・電力)最適化」と高性能を実現する鍵となっています。


 

🔬 チャネライザ(Channelizer)ハードIP

 

チャネライザは、特に広帯域な信号情報(SIGINT)やスペクトラム監視において極めて重要な機能です。

 

1. 機能と目的

 

  • 広帯域の分割: チャネライザは、Versal RF-ADC(最大32 GSPS)によってデジタル化された広帯域のRFスペクトラムを入力として受け取り、それを複数の狭帯域のサブチャネルに効率的に分割します。

  • 信号の特定・抽出: これにより、広範なノイズの中で埋もれている、特定の通信やレーダーなどの個々の信号を分離し、詳細な処理(復調、デコードなど)のために取り出すことができます。

  • 多相フィルターバンク: 通常、この機能は**多相フィルターバンク(Polyphase Filter Bank)**として実装され、FFT/iFFTと組み合わせて使用されます。

 

2. メリット

 

  • 効率的なリソース利用: チャネライザをハードIPとして実装することで、同じ機能をソフトロジック(FPGAのLUTやFF)で実装する場合と比較して、消費電力を最大 80% 削減し、FPGAリソースの消費を大幅に抑えることができます。

  • 高スループット: 最大数 GSPS のスループットで動作するように設計されており、高速なリアルタイム処理が可能です。

  • 柔軟な構成: 必要に応じて複数のチャネライザIPインスタンスを**カスケーディング(連結)**することで、さらに高い分解能や精度で信号を特性評価することができます。


 

⚙️ その他の主要なハードIP

 

Versal RFシリーズには、チャネライザの他にも、高効率な信号処理に不可欠な複数のハードIPが統合されています。

 

1. FFT/iFFT(高速フーリエ変換/逆高速フーリエ変換)

 

  • 機能: 時間領域の信号を周波数領域に変換(FFT)し、スペクトラム解析を高速で行います。または、周波数領域から時間領域に戻す(iFFT)ために使用されます。

  • 性能: 4 GSPS のスループットに対応し、8ポイントから4Kポイントまで設定可能な専用のハードブロックとして実装されています。

  • メリット: スペクトル解析や相関処理など、広帯域の大規模なDSP演算を低電力で実行し、プログラマブルロジックの負荷を軽減します。

 

2. LDPCデコーダ(Low-Density Parity-Check Decoder)

 

  • 機能: 5G、DVB-S2/S2X(衛星通信)、Wi-Fi、DOCSISなどの最新の通信規格で使用される**誤り訂正符号(LDPC符号)**のデコード処理を高速に実行します。

  • メリット: 信頼性の高い通信に不可欠なこの処理をハードウェアで担うことで、低レイテンシー(遅延)かつ高スループットを実現し、デジタル通信システムの性能を大幅に向上させます。

 

3. 多相任意リサンプラー(Polyphase Arbitrary Resampler)

 

  • 機能: 主にTest and Measurement (T&M)アプリケーション向けに提供され、信号のサンプリングレートを柔軟かつ高精度に変更(リサンプリング)するために使用されます。

これらのハードIPの統合こそが、ダイレクトRFサンプリング技術の広帯域性能と、ヘテロジニアス・コンピューティングの演算効率を最大限に引き出す、Versal RFシリーズの最大の特徴です。

 

 

 

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