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2 Introduction aux extensions FPGA de drivers d instruments pour les transcepteurs de signaux vectoriels NI Victor Fournier Certified LabVIEW Developer CLD Ingénieur d Application, National Instruments France

3 Sommaire Transcepteurs de signaux vectoriels NI Qu est-ce qu une extension FPGA de drivers d instruments Utilisation de personnalités FPGA préconfigurées sur le VST Construire votre propre personnalité FPGA pour le VST IP et exemple sur la Communauté Démonstration

4 Transcepteurs de signaux vectoriels NI

5 Transcepteur de signaux vectoriels PXIe-5644R et 5645R 6 GHz RF (PXIe-5644R/5645R) Configuration Plage de fréquence Bande passante Fonctionnalités VSA et VSG, OL indépendants 24 lignes 250 Mbps 65 MHz jusqu à 6 GHz 80 MHz FPGA programmable par LabVIEW Tuning mode rapide : <400 μs Bande de base (PXIe-5645R seulement) Configuration I/Q bande de base différentiels entrée et sortie Entrée/Sortie Méch./s

6 Plus de précision sur le PXIe-5645R PXIe-5644R Entrée RF 65 MHz 6 GHz 80 MHz BP Référence E/S Sortie RF 65 MHz 6 GHz 80 MHz BP Calibrage des E/S Toujours garder le câble connecté Déclenchement E/S numériques 24 lignes Jusqu à 250 Mbps Déclenchement supplémentaire Entrée/Sortie OL indépendants E/S Support MIMO

7 Plus de précision sur le PXIe-5645R PXIe-5644R Entrée RF 65 MHz 6 GHz 80 MHz BP Référence E/S Déclenchement E/S numériques 24 lignes Jusqu à 250 Mbps Déclenchement supplémentaire Sortie RF 65 MHz 6 GHz 80 MHz BP Calibrage des E/S Toujours garder le câble connecté Entrée/Sortie I/Q différentielles 16 bits 120 Méch./s (PXIe-5645R uniquement) Entrée/Sortie OL indépendants E/S Support MIMO

8 Avantage du transcepteur de signaux vectoriels

9 Qu est-ce qu une extension FPGA de drivers d instruments

10 Driver d instrument, extensionsfpga Processor Processor FPGA FPGA RF I/O Digital I/O Baseband I/O La compatibilité des drivers d instruments standard La flexibilité de l architecture LabVIEW RIO Extensions FPGA de driver d instrument

11 Driver d instrument traditionnel PC (CPU) Application hôte API du driver d instrument Hôte FPGA GPIB Défini par le constructeur Driver d instrument FPGA figé Instruments traditionnels

12 Driver d instrument modulaire Contrôleur embarqué (CPU) Application hôte API du driver d instrument PCI Express Hôte FPGA Défini par le constructeur PCI Express Driver d instrument FPGA figé Analyseur vectoriel NI PXIe-5665

13 Driver d instrument défini par logiciel Contrôleur embarqué (CPU) Application hôte API du driver d instrument PCI Express Hôte FPGA Défini par le constructeur PCI Express Driver d instrument FPGA figé Instrument défini par logiciel (VST)

14 Driver d instrument défini par logiciel Contrôleur embarqué (CPU) Application hôte API du driver d instrument PCI Express Hôte FPGA Défini par le constructeur PCI Express Driver d instrument, IP FPGA Instrument défini par logiciel (VST)

15 Driver d instrument, extensions FPGA Contrôleur embarqué (CPU) Application hôte API du driver d instrument API de l application (IP) PCI Express Hôte FPGA Défini par le constructeur Spécifié par l application (IP) PCI Express Driver d instrument, IP FPGA Données, déclenchements, état de l instrument Application (IP) VI FPGA de l application Instrument défini par logiciel (VST)

16 Driver d instrument, extensions FPGA Hôte FPGA Driver d instrument VIs FPGA du driver d instrument VIs hôtes spécifiques de l application VIs FPGA spécifiques de l application

17 Driver d instrument, extensions FPGA API hôte NI-RFSA et NI-RFSG Hôte FPGA Contrôle et données VIs hôtes de l application (IP) Abstraction FPGA NI-RFSA et NI-RFSG Contrôle et données VIs FPGA de l application (IP)

18 VI FPGA NI-RFSA / NI-RFSG pour le NI PXIe-5644R Après abstraction pour les extensions FPGA de driver d instrument

19 VI FPGA NI-RFSA / NI-RFSG pour le NI PXIe-5644R Avec application IP Processing Mesures personnalisées Inline Processing DSP personnalisé Logique asynchrone Contrôle DUT personnalisé Filtrage/Redéfinition Déclenchements personnalisés

20 Flexibilité de l interface de développement VIs LabVIEW DLL en C Assemblys.NET Hôte FPGA

21 Flexibilité de l interface de développement VIs LabVIEW DLL en C Assemblys.NET Hôte FPGA Library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_arith.all; entity DemoClipAdder is port ( clk : in std_logic; areset : in std_logic; cporta : in std_logic_vector(15 downto 0); cportb : in std_logic_vector(15 downto 0); caddout : out std_logic_vector(15 downto 0)];

22 Modèle de projets LabVIEW pour NI VST Complètement flexible, construit sur les bibliothèques de définition d instrument Instrumentation Implémente du déclenchement, du multienregistrement, ainsi que de l acquisition et de la génération. Fournit un aperçu et ressenti similaires aux drivers d instruments traditionnels sur l hôte. Streaming Implémente un streaming standard en temps réel vers ou depuis la partie hôte. Sert de point d entrée pour l implémentation de DSP temps réel et le re-routage de flux de données entre boucles et FPGA, ainsi que le traitement sur l hôte.

23 Modèle de projet de streaming pour VST Hôte FPGA Application utilisateur Streaming VST Modèle de projet Trigger Sync. RF In Config. & Cal. DSP Basecard Config. DSP RF Out Config. & Cal. Matériel RF CAN CNA Bibliothèque de définition de l instrument Entrée RF Sortie RF

24 Modèle de projet VSA/VSG simple Hôte FPGA Application utilisateur VSA / VSG simple Modèle de projet Trigger Sync. RF In Config. & Cal. DSP Multi- Record Acq. Basecard Config. Waveform Seq. DSP RF Out Config. & Cal. Matériel RF CAN CNA Bibliothèque de définition de l instrument Entrée RF Sortie RF

25 NI-RFSA / NI-RFSG Extensions FPGA de drivers d instruments Application utilisateur Hôte FPGA API NI-RFSA VI FPGA NI-RFSA/RFSG Abstraction de NI-RFSA FPGA API NI-RFSG Abstraction de NI-RFSG FPGA Trigger Sync. RF In Config. & Cal. DSP Multi- Record Acq. Basecard Config. Waveform Seq. DSP RF Out Config. & Cal. IP utilisateur Matériel RF CAN CNA Bibliothèque de définition de l instrument Entrée RF Sortie RF

26 Utilisation de personnalités FPGA préconfigurées sur le VST

27 Installation via VI Package Manager

28 Construisez votre propre personnalité FPGA pour le VST

29 Programmation FPGA sur le VST Quelle approche choisir? Exemple de projets LabVIEW et bibliothèques de définition d instrument Expérience en FPGA/LabVIEW FPGA Comportement matériel souhaité très différent de celui implémenté par les drivers d instruments L IP demande beaucoup de ressources FPGA Similaire aux kits de développement de drivers/développement de firmware? NI-RFSA et NI-RFSG avec extensions FPGA de driver d instrument Peu d expérience en FPGA/LabVIEW FPGA Utiliser le driver tel quel immédiatement, avec possibilité de mofications à venir Capacité d inlining avec les drivers d instruments Le code tient dans la place restante du FPGA

30 Comparaison de la taille des conceptions FPGA sur le VST 80% 70% 60% 50% 40% 30% Slices FFs LUTs DSP48s BRAMs 20% 10% 0% RFSA / RFSG Fraction "Full" Simple VSA/VSG Fraction "Full" VST Streaming Faction "Full" Utilisé par les extensions FPGA de drivers d instruments

31 IP et exemple sur la communauté

32 Modèle d utilisation d IP compartimenté Bibliothèques de définition d instrument spécifiques à l application Exemple, application Exemple, API Hôte FPGA Bibliothèques de définition d instrument Bibliothèques de définition d instrument Application, IP Application, IP Exemple, VI FPGA

33 Application IP

34 Exemples

35 Exemples d extension FPGA de drivers d instruments Device Under Test Control (DUT) JTAG SPI I 2 C RF front-end (RFFE) Static DIO Instruction Sequencer Streaming Disk Host DIO P2P Loop-back Slot power measurement Power level servoing Noise impairments

36 Application (IP) disponibles Channel Emulation Power Servoing I2C SPI RFFE JTAG Instruction Sequencer Noise Generation Bandwidth Power Programmable Filter Slot Power Stream Controller

37 Mesure par balayage 64 modes pour le DUT ACPR, CHP, chaque point

38 Hittite, test en production Utilisation des extensions FPGA de drivers d instruments Diminution des temps de test par 30x Augmentation de la couverture des tests "Avec les extensions FPGA de drivers d'instruments et la programmation LabVIEW, nous pouvons facilement profiter des avantages du FPGA pour diminuer considérablement nos temps de test tout en conservant l'ensemble du matériel et les fonctionnalités du logiciel que nous voulons sur nos équipements de test RF." Gorkem Guven, Vice-Président de Hittite Microwave

39 Restez connecté avant et après NIDays ni.com/communaute-francophone facebook.com/nifrance twitter.com/nifrance youtube.com/nifrance

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