高性能RF信号処理システムには、低遅延、柔軟性、および拡張可能な演算能力の組み合わせが求められます。ソフトウェア無線（SDR）、レーダー、およびAI駆動型ワイヤレスアプリケーションの普及が進むにつれ、設計者はリアルタイムのRFデータ取得と処理を効率的に処理できるプラットフォームを必要としています。
iWave Globalでは、Versal AI Edgeベースのプラットフォームと業界で実績のあるRFトランシーバーソリューションを統合することで、これらの要件に対応しています。この記事では、iWave Versal AI Edge VE2302プラットフォームとAnalog Devices AD9361ベースのSDRモジュールを組み合わせることで、強力かつ柔軟なRF信号処理ソリューションを実現する方法をご紹介します。
ソリューションの概要
このソリューションは、iWave社のVersal AI Edge VE2302ベースのシステムオンモジュールとAD-FMCOMMS3-EBZ FMCモジュールを統合することで、リアルタイムのRFデータ取得、処理、および送信を可能にします。
図：iWave Versal AI Edge開発キットとAD-FMCOMMS3-EBZ FMCモジュールの統合
この組み合わせにより、次のことが実現されます。
- 高性能ヘテロジニアスコンピューティング
- 決定論的な低遅延処理
- 広範囲の周波数帯域にわたる柔軟なRF構成
このプラットフォームは、ソフトウェア無線、無線通信のプロトタイピング、レーダーシステム、スペクトル監視などの用途に最適です。
iWave Versal™ AIエッジ開発キット
この構成の中核を成すのは、高性能エッジコンピューティングアプリケーション向けに設計された、iWave Global社のVersal AI Edge VE2302ベースのシステムオンモジュールです。このプラットフォームは、処理システム（PS）、プログラマブルロジック（PL）、およびAIエンジンを組み合わせた異種アーキテクチャを活用し、決定論的なパフォーマンスと最適化された消費電力でRFワークロードを効率的に処理することを可能にします。
AD9361ベースのSDRボード
AD9361をベースとしたAD-FMCOMMS3-EBZ FMCモジュールは、70MHz～6GHzの周波数範囲、2×2 MIMOサポート、最大56MHzまで設定可能な帯域幅を備えた柔軟なRFフロントエンドを提供することで、このプラットフォームを補完します。これらを組み合わせることで、迅速なプロトタイピングと開発のための拡張性の高いSDRソリューションが実現します。
システムアーキテクチャ
この高レベルシステムアーキテクチャは、Versal AI EdgeプラットフォームとAD-FMCOMMS3-EBZ FMCモジュールの統合を示しており、完全なRF信号処理チェーンを形成しています。
- RF信号はSMAコネクタを使用して送受信されます。
- このシステムは、内部ループバックと外部RF信号発生器およびアナライザーの両方をサポートしています。
- 取得したデータは、PCベースのソフトウェアツールを使用して視覚化および分析できます。
使用されるインターフェースとツール
このソリューションは、構成、制御、分析のために、ハードウェアプラットフォームとソフトウェアツールを組み合わせて利用します。
- iWave Versal AI Edge VE2302カスタムプラットフォーム
- AD-FMCOMMS3-EBZ FMCモジュール
- Minicom / Tera Termによるプラットフォームアクセス
- データ可視化および分析には、GNU OctaveまたはAnalog Devices IIO Oscilloscopeを使用します。
テストの概要とセットアップ
Versal AI EdgeプラットフォームはLinuxベースの環境で動作し、FMCコネクタを介してAD-FMCOMMS3-EBZモジュールと接続することで、デュアルチャネルRFトランシーバー機能を実現します。
このシステムは、Linuxの産業用I/O（IIO）フレームワークを活用しており、RFデバイスへの標準化されたアクセスを提供し、設定を簡素化し、アナログ・デバイセズのソフトウェアエコシステムとの互換性を確保します。
このデモンストレーションは、制御されたRFテスト環境を使用して実施されます。
- iWave Versal AI Edgeプラットフォームを強化しよう
- 外部信号発生器を使用して必要なクロック周波数を生成し、それをAD9361のRX1Aに接続します。
- 内部ループバックのために、SMAケーブルを使用してTX1AとRX2Aを接続します。
- TX2Aをスペクトラムアナライザに接続して送信信号を監視してください。
図：Versalデバイス上のDACおよびADCデータループバック
デバイス構成とデータ取得
デバイスの設定とRFデータの取得は、Linux IIOサブシステムを介して行われます。
- IIOインターフェースを介してAD9361デバイスを識別する
- RXおよびTX局部発振器（LO）周波数を設定します。
- 検証とテストのために内部ループバックを有効にする
- ADC IQサンプルをキャプチャし、オフライン解析のためにデータをUSBドライブに保存します。
図：データ収集のためのLinuxにおけるADCおよびDACの設定
データ解析
取得したRFデータは、複数の可視化ツールを使用して分析される。
GNU Octave
- 時間領域解析
- 周波数領域（FFT）解析
- 星座図
図：オクターブFFTとコンスタレーションプロット
アナログ・デバイセズ IIO オシロスコープ
Analog Devices IIOオシロスコープは、リアルタイムの信号可視化と設定に使用されます。
- 時間領域解析
- 周波数領域解析
- 星座の可視化
- 相互相関
- RFパラメータのリアルタイム構成と監視
図：オシロスコープのFFTプロット
動作させるには、ホストPCとVersalプラットフォームが同じイーサネットネットワークに接続されている必要があります。
ターゲットアプリケーション
このソリューションは、以下を含む幅広いRFおよび信号処理アプリケーションをサポートするように設計されています。
- ソフトウェア無線（SDR）
- 無線通信のプロトタイピング
- レーダーおよびセンシングシステム
- スペクトル監視および分析
- プロトコルの開発と検証
デモビデオ
以下のビデオでは、AD9361ベースのSDRボードとiWave社のVersal AI Edgeカスタム開発キットの統合を紹介し、リアルタイムRFデータ取得と高性能信号処理機能を強調しています。
このデモでは、AMD FPGAベースのプラットフォームとのシームレスなインターフェースを示しており、幅広い周波数範囲にわたる柔軟で拡張性の高いRFシステム開発を可能にします。
iWaveでは、緊密に統合されたハードウェアとソフトウェアのプラットフォームを通じて、高性能RFシステム設計を実現することに注力しています。Versal AI Edge VE2302システムオンモジュールとAD9361ベースのSDRモジュールを組み合わせることで、リアルタイムRF信号処理のための拡張性と柔軟性に優れたソリューションを提供します。このプラットフォームは、異種混在コンピューティング、Linuxベースの制御、および業界標準のRFフレームワークを活用することで、次世代RFアプリケーションの迅速なプロトタイピング、効率的なデバッグ、および展開を可能にします。
詳細については、www.iwave-global.comをご覧ください。
（注：このデモは、iWaveのVersal AI Edge開発キットの特定のバージョンでのみサポートされています。詳細については、当社までお問い合わせください。） mktg@iwave-global.com)
