FPGA增强RF仪器应用 打开瓶颈突破挑战

FPGA是一种可以重复改变组态的电路，可让设计者进行编程的逻辑闸元件，特别适用于产品开发时必须不断变更设计的应用，以有效加速产品上市时间。而FPGA电路的特性，特别适合用于软体定义的测试系统架构，这也正式目前NI推出软体定义RF测试仪器的最大优势。

其实，回顾过去这几十年，无线通讯成为科技产业显学，而透过软体定义的RF测试系统架构也随之越来越热门。现在几乎每一种商用现成（Commercial Off-The-Shelf；COTS）自动化RF测试系统都开始采用应用软体，其便利处在于可以透过汇流排界面，直接衔接仪器使用。

只不过，RF应用越来越复杂，这让工程师遭遇更多测试方面的挑战，也就是功能需求越来越高，但测试时间与成本却无法成正比增加。虽然测试量测运算式、汇流排速度与CPU速度等方面的进步，有助于缩短测试时间，然而这还不够让测试时间有大幅的缩短。还必须更进一步深入改良，才有办法解决RF测试应用日渐复杂的问题。

正是为了满足速度与弹性的需求，COTS RF测试仪器增强了对于FPGA的使用。FPGA是可再程式化的电路，透过设计者自行设定，可将软体开发环境加入客制化的硬体功能。尽管将FPGA用于RF测试仪器算是令人耳目一新的创举，但通常这些FPGA仅具有特殊用途的固定功能，开放客制化的空间不大。

就这一点来看，使用者可设定功能的FPGA，明显胜过封闭式固定功能的FPGA。有了可设定功能的FPGA，设计者即可将RF仪器客制化，进而满足特定的应用需求。

向量讯号收发器（Vector Signal Transceiver；VST）是针对客制化需求而生的全新仪器，结合了向量讯号产生器（Vector Signal Generator；VSG）与向量讯号分析器（Vector Signal Analyzer；VSA），再搭配FPGA架构的即时讯号处理与控制功能，让设计人员可以即时进行软体的修改，让仪器直接进行客制化功能。

NI所开发的全球首创VST，配备使用者可设定功能的FPGA，可将客制运算式直接加入仪器的硬体设计。这样的软体设计方式，可让VST同时兼具软体定义无线电（Software-Defined Radio；SDR）架构的弹性，以及RF仪器等级的效能。这是一项创举，RF仪器从此有了全新的面貌与应用。