Spectrum儀器數字化儀可以10GS/s采樣速度傳輸無限數據流

中國北京， 2023年10月7日訊——Spectrum儀器公司為旗下M5i.33xx系列旗艦產品增加全新流模式，這為行業(yè)的數據采集樹立了新標桿。流模式能夠使這些超快的ADC卡以10GS/s的最大采樣率采集、流式傳輸和分析數據。新功能使數字化儀與COTS(商用現(xiàn)成品或技術)電腦技術完美融合，例如用于進行無限信號處理的GPU，以及為SSD陣列創(chuàng)建可持續(xù)記錄數小時的流系統(tǒng)。

M5i.33xx系列數字化儀包含七個不同的型號，它們的采樣速度在3.2GS/s至10GS/s之間，垂直分辨率可達12位，并且?guī)捲?GHz至4.7GHz之間。該系列產品的共性在于都使用了16通道的Gen3 PCIe總線，能夠以12.8 GB/s的速率進行數據傳輸。這種卓越的傳輸速度能夠在單通道以6.4GS/s的速率或在雙通道以3.2GS/s的速率直接將數據以流式傳輸至PC而不會造成任何信息丟失。如果用戶需要更快的采樣率，Spectrum儀器還提供了一個特殊的8位傳輸模式，用以在單通道以10GS/s的速率或在雙通道以5GS/s的速率傳輸獲取的數據。

Spectrum儀器M5i.33xx系列數字化儀能夠以10GS/s采樣速度獲取數據，并不間斷地將其傳輸至GPU進行分析或SSD陣列進行存儲。進行流傳輸的PC是由COTS部件組成

將數據發(fā)送至GPU進行連續(xù)的信號處理

對于需要進行流和密集信號處理的情況，M5i.33xx系列數字化儀采用了SCAPP (Spectrum CUDA Access for Parallel Processing)。SCAPP軟件包使用了一個RDMA，將采集到的數據直接傳輸至現(xiàn)成的GPU，這一切都是基于Nvidia的CUDA標準。最終，用戶就可以利用GPU的多個處理核(10000余個)以及大內存(高達48GB)進行即時的并行處理。

SCAPP包含一套在數字化儀和GPU卡之間建立交互的例行程序，以及一套CUDA并行處理示例。這些示例為數字下變頻(DDC)、濾波、信號平均、數據多路解復用、數據轉換或快速傅里葉變換(FFTs)等強大的處理功能提供了更為簡便的構建模塊。所有的SCAPP軟件都是基于C/ C++和Python語言，即使只具備普通的編程能力也能輕松駕馭產品并實現(xiàn)定制化。

例如，對于需要進行連續(xù)頻譜分析的應用，可以在10GS/s的采樣速度下獲取時域數據，并直接通過流式傳輸至GPU，最終不間斷地轉換至頻域。如果一個系統(tǒng)由一個M5i.33xx系列數字化儀(切換至全新8位模式)、SCAPP、一個價格適中的GPU、一個使用多路復用的轉換流程、窗口、FFT和1M大小的FFT模塊構成，它將保持永恒的運作。在10GS/s的采樣率下，這種FFT將覆蓋從直流到5GHz的頻率范圍，其分辨率也將達到10kHz。FFT模塊越大分辨率也越好。

用于采集后分析的流數據到RAID存儲

Spectrum儀器還提供基于Supermicro服務器的流媒體和數據存儲系統(tǒng)，并配備了一個AMD EPYC處理器，以及使用U.2 SSD的RAID存儲。憑借高達240TB的存儲空間，這些COTS系統(tǒng)能夠在最高10GS/s的采樣率下記錄6小時以上的數據。最重要的使，獲得的數據完美無瑕，沒有任何空白或遺漏的信息。數據儲存后就可以進行檢查、分區(qū)和處理。該系統(tǒng)以前所未有的速度和超寬的頻率范圍提供了獨特的數據記錄能力。

帶有COTS組件的PC系統(tǒng)

Spectrum儀器首席技術官Oliver Rovini表示:“一直以來，我們都在為具有挑戰(zhàn)性的信號采集和分析類應用尋找具有成本效益的解決方案。將我們的數字化儀產品直接與標準的PC組件連接，例如GPU、基于RAID的SSD存儲系統(tǒng)，我們的客戶將在PC世界邁向新的輝煌。GPU為處理密集型情況提供了一個很好的解決方案，比如成像、通信、天文學、光譜和航空航天等應用，而存儲系統(tǒng)則為需要長時間監(jiān)測信號的用戶提供了一個獨特的工具，比如涉及質量控制、制圖或監(jiān)控的用戶?！?

軟件

為了方便新產品更好地集成到大多數的測試系統(tǒng)中，數字化儀可以使用C、C++、C#、Delphi、VB. NET、J#、 Python、Julia、Java、LabVIEW和MATLAB等主流編程語言。SDK中包含各種編程示例以及在Windows或LINUX操作系統(tǒng)上運行所需的驅動程序庫。如需整體解決方案，Spectrum儀器還提供了自主研發(fā)的測試軟件SBench 6 Professional，該軟件能夠實現(xiàn)對卡片的完全控制，并具備顯示、分析、存儲和文檔功能。SBench 6通常用于處理龐大的數據文件，并提供許多處理工具，其中包括允許使用自定義計算函數的插件接口，以及各種導入和導出過濾器。