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LW-X410 PRO 高性能软件无线电平台
1 MHz–7.2 GHz(可调谐至 8 GHz) · 4 发 4 收 · 每通道 400 MHz 瞬时带宽 · 14 位 ADC / 14 位 DAC · Xilinx Zynq UltraScale+ RFSoC ZU48DR
产品简介
LW-X410 PRO 是武汉珞光电子全新升级的高性能软件无线电平台。作为 X410 的进阶版本,X410 PRO 核心升级为 Xilinx XCZU48DR FPGA 芯片,显著提升了信号处理能力。平台延续了 Xilinx Zynq UltraScale+ RFSoC 的先进架构,集成四核 ARM 处理器及高精度 14 位 ADC / 14 位 DAC,具有 1 MHz–7.2 GHz(可调谐至 8 GHz) 的超宽频段覆盖。通过两级超外差架构,实现 4 通道独立收发,每通道 400 MHz 瞬时带宽。
射频前端架构采用 3 GHz 以下的超外差两级转换(提高信号质量)和 3 GHz 以上的单级转换(优化高频性能),配合滤波和功率电平控制,提供高保真信号发射和接收。XCZU48DR 相比 XCZU28DR 具有更高性能的 ADC/DAC:14 位 ADC(对比 12 位)和更高采样率(ADC 5 GSPS 对比 4.096 GSPS,DAC 9.85 GSPS 对比 6.554 GSPS),为 5G 毫米波、高分辨率雷达等高性能应用提供了更强的信号处理能力。
LW-X410 PRO 与 PRO+ 为两个版本:PRO 版本使用性能更优的 XCZU48DR FPGA 芯片;PRO+ 在 PRO 基础上实现了通道间相位同步,单机内部通道/多机间相位稳定性优于 1° RMS,其余参数指标一致。PRO 带有一个板载 GPS 驯服振荡器(GPSDO)、一个 PPS 接口和 10 MHz 参考时钟,可实现多设备的时钟和定时同步操作。
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核心参数
• 通道配置:4 收 4 发,4 个独立 TX 和 RX 通道,支持任意采样率
• 频率范围:1 MHz–7.2 GHz,可调谐至 8 GHz,频率步进 < 1 Hz
• 瞬时带宽:每通道 400 MHz
• ADC/DAC 分辨率:14 bits / 14 bits
• 主芯片:Xilinx Zynq UltraScale+ ZU48DR RFSoC,内置四核 ARM 处理器
• 板载内存:PL 2 × 4 GB DDR4,PS 4 GB DDR4,工作速率 2400 MT/s
• 数据接口:2 个 QSFP28(10/100 GbE、Aurora)+ 1 个 PCIe Gen3 x8 + 1 个千兆以太网电口
• 调试接口:1 个 Type C USB 主接口、1 个 Type C USB(串口、JTAG)、2 个 HDMI(2 × 12 个 GPIO)
• 同步方式:支持外接时钟参考和 PPS 时间参考(内置 GPSDO)
• 开发框架:RFNoC FPGA 开发框架,支持 GNU Radio
• 整机形态:半宽 RU,28.5 × 22.2 × 4.4 cm,供电 12 V DC / 最大 20 A
架构与特性
高性能射频
• 宽频段覆盖:频率范围从 1 MHz–7.2 GHz(可调谐至 8 GHz),这一宽广的覆盖范围使设备能够支持从低频到高频的多种无线通信标准和应用场景。
• 大瞬时带宽:每个通道高达 400 MHz 的瞬时带宽,能够处理大量数据流,适合于宽带信号处理;用户可利用更宽的通道实现通道绑定和载波聚合,获得更高的数据吞吐量。
• 高精度 ADC/DAC:XCZU48DR 相比 XCZU28DR 具有更高性能的 ADC/DAC —— 14 位 ADC(对比 12 位)和更高采样率(ADC 5 GSPS 对比 4.096 GSPS,DAC 9.85 GSPS 对比 6.554 GSPS)。
• 超外差架构:射频前端架构采用 3 GHz 以下的超外差两级转换和 3 GHz 以上的单级转换,配合滤波和功率电平控制,提供高保真信号发射和接收。
高性能基带
• 基于 Xilinx Zynq UltraScale+ ZU48DR RFSoC 芯片构建,采用异构处理架构,集成 ARM Cortex-A53 四核处理器和 Cortex-R5 双核实时处理器,搭配 UltraScale+ 可编程逻辑资源,能实现高效多线程处理与定制化功能。
• 配备三组 DDR4 内存模块:板载 PS DDR4 为 4 GB 64 bit,PL DDR4 为 2 × 4 GB 64 bit,工作速率 2400 MT/s,充分满足高带宽、低延迟的数据吞吐需求。
• FPGA 资源:系统逻辑单元 930k、可编程逻辑单元(LUTs)425,280、DSP 切片 4,272、Block RAM 38 Mb、UltraRAM 22.5 Mb、分布式 RAM 13.0 Mb。
全独立多通道设计
• 独立调谐能力:具有 4 个独立的 TX 和 RX 通道,每个通道支持 1 MHz–7.2 GHz 独立频点设置,各通道可同时工作在完全不同的频段,实现频分双工(FDD)应用或同时模拟多个信号。
• 多通道并行收发:借助 GNU Radio 和 UHD 等开源工具链,用户可通过软件设置每个通道的中心频率、带宽、增益等参数,灵活控制各通道的信号发射和接收,在电子战、频谱监测等多信号并行处理场景中具有显著优势。
• 通道数扩展:对于通道数更多并需要精确时间对齐的应用(例如大规模 MIMO),可以使用 GPSDO、PPS 生成、外部参考时钟、外部本振信号输入来同步多个设备。
高速数据传输与同步
• 大数据传输能力:提供两个支持 100 GbE 的 QSFP28 接口及一个 PCIe Gen3 x8 接口,通过它们实现高速数据流传输。
• 丰富的调试接口:包括 GPIO 接口、JTAG、1GbE 以太网口和 Type C USB 主机接口。
• 同步与时钟(PRO):带有一个板载 GPS 驯服振荡器(GPSDO)、一个 PPS 接口和 10 MHz 参考时钟,可实现多设备的时钟和定时同步操作。
• 同步与时钟(PRO+):具有灵活的同步架构,支持 10 MHz 时钟参考、PPS 时间参考、外部 TX 和 RX 本振信号(LO)输入以及 GPSDO,可实现相位相干 MIMO 测试平台。
PRO 与 PRO+ 版本差异
• PRO 版本使用性能更优的 XCZU48DR FPGA 芯片,核心参数与 PRO+ 一致。
• PRO+ 采用创新的本振共享架构(LO Sharing),通过自主设计的发射端本振共享同步板和接收端本振共享同步板为四路射频通道提供共享本振信号,实现通道间的相位同步,单机内部通道/多机间相位稳定性优于 1° RMS。
• PRO+ 还支持外部 TX 和 RX 本振信号的输入和输出,以实现多设备间的相位相干同步,可构建超大规模分布式 MIMO 系统。
• 由四台 X410 PRO+ 设备级联可搭建 16 × 16 MIMO 系统:由第一台设备作为本振分配根设备,为其它设备提供 TX LO 和 RX LO 参考输入,物料链路上保证十六通道相位相干同步。
支持频率扩展(可选模块)
• 24G 变频模块:X410 PRO/PRO+ 扩频选件,6–24 GHz,2 通道
• 44G 变频模块:X410 PRO/PRO+ 扩频选件,24–44 GHz,2 通道
• 面向 NR FR2 需求定制的毫米波扩展模块可将中频信号升频到毫米波频段,帮助用户快速组建毫米波系统,支持面向未来 6G 标准的技术探索与验证。
典型应用
• 5G/6G 通信研究:Massive MIMO 原型验证;5G FR2 频段研究 —— 配合毫米波扩展模块可扩展至 5G FR2 频段
• 雷达系统设计:雷达原型研究以及试验 —— 频段覆盖 L、S、C 波段;多目标探测 —— 多通道并行处理实现多目标探测、跟踪以及复杂环境下的信号处理
• 电子战(EW)与复杂电磁环境仿真:多辐射源模拟 —— 模拟复杂战场电磁环境;干扰信号生成 —— 高动态范围 DAC 可生成高保真欺骗干扰信号
• 频谱监测与流盘:宽频段实时频谱分析 —— 1 MHz–7.2 GHz 覆盖(可扩展至 44 GHz);数据流盘 —— 通过高速 PCIe 端口和两个可配置的 QSFP28 端口实现高吞吐率数据交换和数据流盘回放
• MIMO 测试:多通道并行收发与相位一致性验证
• 教学科研与数据传输系统:GNSS 仿真、频谱监测与数据传输系统搭建
资源下载
本页技术指标整理自上述官方资料,实际配置以厂商最新规格书为准。
详细指标请见 LW-X410 PRO 详细指标页。
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