在軟件無(wú)線電（SDR）向 “超寬帶、多通道、實(shí)時(shí)處理” 升級(jí)的浪潮中，璞致電子科技（上海）有限公司推出的 PZ-ZU47DR-KFB 開(kāi)發(fā)板，以 Xilinx ZYNQ UltraScale+ RFSoC XCZU47DR 為核心，構(gòu)建 “ 超高速射頻前端 + 異構(gòu)計(jì)算內(nèi)核 + 高速互聯(lián)鏈路 ” 的一體化解決方案。該產(chǎn)品首次將 8 通道 5Gsps ADC、8 通道 9.85Gsps DAC 與 ARM+FPGA 異構(gòu)架構(gòu)深度融合，配合 100G 光接口與 PCIe 3.0 x4 高速鏈路，為超寬帶頻譜監(jiān)測(cè)、相控陣?yán)走_(dá)、5G/6G 原型驗(yàn)證等場(chǎng)景提供從信號(hào)采集到數(shù)據(jù)處理的全鏈路支撐，重新定義高端軟件無(wú)線電的性能與集成度邊界。

一、功能賣(mài)點(diǎn)

ZYNQ UltraScale+ RFSOC 的 “ARM+FPGA” 架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了 “柔性調(diào)度 + 剛性實(shí)時(shí)” 的協(xié)同：

· ARM 側(cè)（Cortex-A53）： 運(yùn)行 Linux 系統(tǒng)，負(fù)責(zé)上位機(jī)交互、算法參數(shù)配置、海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（通過(guò) PS 側(cè) SSD 接口），支持 Python/PYNQ 環(huán)境下的快速原型開(kāi)發(fā)；

· FPGA 側(cè)（930K 邏輯單元）： 承擔(dān)實(shí)時(shí)信號(hào)處理任務(wù)，例如在雷達(dá)系統(tǒng)中，可并行實(shí)現(xiàn) 8 通道信號(hào)的 1024 點(diǎn) FFT（處理延遲≤100ns），配合 4272 個(gè) DSP Slices 完成高精度浮點(diǎn)運(yùn)算；

· RPU 側(cè)（Cortex-R5）： 負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)控制邏輯（如 ADC/DAC 觸發(fā)、通道切換），，滿足工業(yè)級(jí)實(shí)時(shí)性要求。

硬指標(biāo)： 8 通道同步 ADC（5Gsps/12bit）+ 8 通道 DAC（9.85Gsps/14bit），通道間相位差≤1ps，覆蓋 0-2.5GHz 全頻段。

協(xié)同架構(gòu)： ?4 核 A53 跑 Linux 系統(tǒng) + 協(xié)議棧（如 5G NR 解調(diào)），2 核 R5 控實(shí)時(shí)射頻時(shí)序

開(kāi)發(fā)支持： ?預(yù)裝 PYNQ 框架 + 200 + 射頻例程（含 LMK04828 時(shí)鐘配置、DDC/DUC 模塊）；

1. 超高速多通道射頻前端，突破信號(hào)采集與生成極限

· ADC/DAC 性能： 集成 8 通道同步 ADC（5Gsps 采樣率，）與 8 通道 DAC（9.85Gsps 采樣率），通道間相位一致性≤1ps，支持 0-2.5GHz 超寬帶信號(hào)實(shí)時(shí)采集與生成。相比傳統(tǒng)分立射頻方案，鏈路損耗降低 80%，系統(tǒng)信噪比（SNR）提升≥3dB，適配多載波、MIMO 等復(fù)雜調(diào)制場(chǎng)景。

· 時(shí)鐘同步優(yōu)化： 搭載專用時(shí)鐘芯片 LMK04828，支持 ADC/DAC/GT 收發(fā)器的全局同步，時(shí)鐘抖動(dòng)≤50fs，確保高采樣率下的信號(hào)完整性，滿足相控陣?yán)走_(dá)、干涉測(cè)量等對(duì)時(shí)間同步的嚴(yán)苛需求。

2. 異構(gòu)計(jì)算集群，支撐全鏈路實(shí)時(shí)信號(hào)處理

· 處理器協(xié)同架構(gòu)：

· 4 核 Cortex-A53（1.333GHz）：負(fù)責(zé)射頻協(xié)議解析（如 5G NR、雷達(dá)信號(hào)格式）、數(shù)據(jù)封裝與網(wǎng)絡(luò)交互，支持 Linux 系統(tǒng)與 Python 開(kāi)發(fā)；

· 2 核 Cortex-R5（533MHz）：專注實(shí)時(shí)射頻控制（如 AGC 增益調(diào)節(jié)、頻率捷變），響應(yīng)延遲≤10μs；

· 930K 邏輯單元 FPGA+4272 個(gè) DSP Slices：實(shí)現(xiàn)硬件加速（如數(shù)字下變頻 DDC、脈沖壓縮、FFT），1024 點(diǎn) FFT 處理耗時(shí)≤1μs，支撐多通道并行處理。

· 存儲(chǔ)配置： PS 側(cè) 8GB DDR4（帶 ECC 糾錯(cuò)）+ PL 側(cè) 4GB DDR4，32GB eMMC 本地存儲(chǔ)，雙 512Mb QSPI FLASH（雙啟動(dòng)冗余），滿足海量射頻數(shù)據(jù)緩存與系統(tǒng)可靠性需求。

3. 高速互聯(lián)生態(tài)，打通 “采集 - 處理 - 傳輸” 全鏈路

· 超高速接口： 1 路 100G QSFP28（基于 8 對(duì) GTY 收發(fā)器，線速 32.75Gbps）實(shí)現(xiàn)海量射頻數(shù)據(jù)回傳；1 路 10G SFP 接口支持中距離高速通信；PCIe 3.0 x4（32Gbps）可擴(kuò)展 GPU 或服務(wù)器，構(gòu)建 “射頻前端 - 邊緣計(jì)算 - 云端分析” 協(xié)同架構(gòu)。

· 通用控制接口： 千兆以太網(wǎng)（配置與低速數(shù)據(jù)交互）、USB3.0（外設(shè)擴(kuò)展）、CAN/RS485（工業(yè)控制）、40P 擴(kuò)展口（兼容璞致 AD/DA 模塊），兼顧射頻與通用場(chǎng)景適配。

4. 工業(yè)級(jí)可靠設(shè)計(jì)與全棧開(kāi)發(fā)支持

· 環(huán)境適應(yīng)性： 工作溫度覆蓋 - 40°C~+85°C，通過(guò)寬溫測(cè)試；12V/3A 寬壓供電（過(guò)流 / 反接保護(hù)）；PCB 采用 2mm 厚 6 層板 + 沉金工藝，阻抗控制 ±5%，確保 32.75Gbps 信號(hào)與射頻鏈路完整性。

· 開(kāi)發(fā)工具鏈： 支持 Vivado 2023.1+、PetaLinux，提供射頻專用例程（LMK04828 時(shí)鐘配置、裸機(jī)射頻收發(fā)）；兼容 PYNQ 框架，通過(guò) Jupyter Notebook 實(shí)現(xiàn) Python 與 FPGA 協(xié)同開(kāi)發(fā)，快速驗(yàn)證頻譜分析、調(diào)制解調(diào)等算法，降低開(kāi)發(fā)門(mén)檻。

三、典型應(yīng)用領(lǐng)域

1. 超寬帶頻譜監(jiān)測(cè)與干擾定位

5Gsps ADC 實(shí)現(xiàn) 0-2.5GHz 全頻段實(shí)時(shí)采樣，F(xiàn)PGA 并行生成頻譜瀑布圖，Cortex-A53 運(yùn)行干擾源識(shí)別算法（基于機(jī)器學(xué)習(xí)），100G QSFP 回傳數(shù)據(jù)至云端。相比傳統(tǒng)設(shè)備，監(jiān)測(cè)帶寬提升 5 倍，干擾定位精度達(dá) 10 米級(jí)，適用于無(wú)線電監(jiān)管、電磁環(huán)境評(píng)估。

2. 多通道相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)

8 通道 ADC 同步采集雷達(dá)回波，F(xiàn)PGA 實(shí)時(shí)完成數(shù)字波束形成（DBF）與脈沖壓縮，Cortex-R5 控制射頻前端時(shí)序（重頻捷變），PCIe 3.0 x4 擴(kuò)展 GPU 加速目標(biāo)跟蹤?？蓪?shí)現(xiàn) 360° 全向掃描，目標(biāo)探測(cè)距離提升 30%，分辨率達(dá) 0.5m，適用于車(chē)載雷達(dá)、低空監(jiān)視。

3. 5G/6G 原型驗(yàn)證平臺(tái)

8 通道 DAC 生成多載波 NR 信號(hào)（9.85Gsps 支持 64QAM 調(diào)制），ADC 同步采集空中信號(hào)，PYNQ 框架快速驗(yàn)證新波形（如 FBMC），10G SFP 連接基站模擬器。研發(fā)周期縮短 60%，支持毫米波頻段測(cè)試，適用于高校、企業(yè)的下一代通信技術(shù)預(yù)研。

4. 醫(yī)療成像與無(wú)損檢測(cè)

ADC 采集超聲回波（14bit 分辨率保留微小信號(hào)），F(xiàn)PGA 預(yù)處理波束合成，Cortex-A53 重建三維圖像，Mini DP 實(shí)時(shí)顯示。圖像信噪比提升 20%，幀率達(dá) 30fps，適用于超聲診斷、材料缺陷檢測(cè)。

關(guān)于璞致電子

璞致電子專注于軟件無(wú)線電、高速信號(hào)處理與嵌入式平臺(tái)的研發(fā)設(shè)計(jì)，致力于為全球科研用戶與行業(yè)客戶提供高可靠、高性價(jià)比的通信與信號(hào)處理模塊解決方案。我們以穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量和靈活的定制能力，贏得了多個(gè)科研單位和通信企業(yè)的信賴。我們誠(chéng)邀您關(guān)注璞致（上海）電子科技有限公司的官方網(wǎng)站及社交媒體，獲取更多關(guān)于ZU47DR的詳細(xì)信息及后續(xù)動(dòng)態(tài)。

審核編輯 黃宇