賽靈思公司(Xilinx)在2017年2月發(fā)布了具有突破性的Zynq? UltraScale+?RFSoC(射頻片上系統(tǒng))第一代產(chǎn)品，在單芯片SoC平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)高性能RF數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和“RF-Analog”技術(shù)的集成，最多可將16x16個(gè)射頻采樣ADC和DAC與可編程邏輯和ARM多處理子系統(tǒng)集成到了一起，從而可以實(shí)現(xiàn)靈活配置和RF信號(hào)調(diào)節(jié)。

今年2月又發(fā)布了Zynq? UltraScale+? RFSoC 第二代和第三代產(chǎn)品。第三代將全面支持對(duì)6GHz以下的頻段直接射頻(RF)采樣，并支持拓展的毫米波接口，為5G無線通信系統(tǒng)和高級(jí)相控陣?yán)走_(dá)、汽車?yán)走_(dá)、微信通信等應(yīng)用提供解決方案。

下圖的左邊是使用傳統(tǒng)SoC時(shí)的情況，外邊有很多小的黑方塊就是ADC和DAC，4個(gè)SoC芯片之外還要使用32轉(zhuǎn)換器來實(shí)現(xiàn)64×64的大規(guī)模MIMO。

然而在使用了賽靈思的Zynq UltraScale+ RFSoC之后只需要4個(gè)芯片，無需外加轉(zhuǎn)換器就能實(shí)現(xiàn)同樣的64x64的大規(guī)模MIMO。芯片數(shù)量從36個(gè)減少到只有4個(gè)，同時(shí)功耗降低了50%，占板面積節(jié)省了75%。

這是Rockwell Collins開發(fā)的一款產(chǎn)品，它將4個(gè)Zynq UltraScale+ RFSoC單芯片16x16收發(fā)模塊組合在一起形成64x64的收發(fā)面板，作為面向多種MPAR系統(tǒng)的統(tǒng)一模塊來滿足不同的應(yīng)用。

在超外差結(jié)構(gòu)中，接收機(jī)接收RF信號(hào)后會(huì)將信號(hào)下變頻到較低的中頻(IF)，然后再進(jìn)行采樣數(shù)字化等處理。RF前端則需要包含帶通濾波器、低噪聲放大器、混頻器和本地振蕩器(LO)。

直接RF采樣接收器僅由低噪聲放大器、適當(dāng)?shù)臑V波器和ADC組成。接收器不需要使用混頻器和LO；ADC直接數(shù)字化RF信號(hào)并將其發(fā)送到處理器進(jìn)行后續(xù)信號(hào)處理。

Zynq UltraScale+ RFSoC采用16nm FinFET芯片工藝，將RF類模擬組件整體集成到多處理器SoC(MPSoC)中，在單顆芯片上實(shí)現(xiàn)全軟硬件可編程射頻系統(tǒng)。

FPGA可編程邏輯與ARM類處理子系統(tǒng)完美結(jié)合在一起，采用12位4GSPS RF采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和14位6.4GSPS直接RF數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)，同時(shí)具備最佳的數(shù)字下變頻和上變頻信號(hào)處理能力。

Zynq UltraScale+ RFSoC優(yōu)勢主要體現(xiàn)在能效、外形尺寸縮減、設(shè)計(jì)周期縮短和設(shè)計(jì)靈活性等方面。