Design-Praxis
Echtzeitfähiges Multi-GHz-Streaming-System
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Peer-To-Peer-Übertragung, Verarbeitung und Streamen
PCI Express unterstützt Peer-to-Peer-Übertragungen (P2P) zwischen Geräten, ohne dabei andere Geräte im System oder den Host-Prozessor und -Speicher [3] zu beanspruchen. Die Daten können dabei auf dedizierten FPGAs oder anderen Verarbeitungselementen auf Basis von DSP-, GPU- oder CPU-Technologie mit der vollen HF-Echtzeitbandbreite verarbeitet werden. Einschränkungen ergeben sich nur aufgrund des Durchsatzes des PCI-Express-Busses. Eine gängige Anwendung für dieses Verfahren ist beispielsweise die Echtzeit-Spektrumanalyse. In Bild 1 ist die P2P-Datenübertragung zwischen zwei Geräten dargestellt, die über einen PCI-Express-Switch verbunden sind.
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Solange nur relativ einfache Berechnungen (z. B. Leistungsstufen oder benutzerdefinierte Trigger) oder geringe Verarbeitungen (z. B. das Aktualisieren von Sichtanzeigen mit Spektrumswerten) erforderlich sind, kann die Echtzeitverarbeitung auch auf einem Multicore-Prozessor stattfinden. Sollte die Verarbeitungsgeschwindigkeit nicht in Echtzeit mithalten können, lassen sich die übertragenen Signalverläufe für eine Nachverarbeitung im PC-Speicher ablegen. Bei einem Durchsatz von 5 GB/s (und einer Echtzeitbandbreite von 1 GHz) lassen sich auf einem 300-GB-Speicher Daten für eine Minute kontinuierlich erfassen oder erzeugen. In Bild 2 ist der Datenfluss von einem HF-Gerät über eine PCI-Express-Schnittstelle zum Prozessor für die sofortige Verarbeitung bzw. weitere Übertragung zum PC-Speicher dargestellt.
In der anfänglichen Entwicklungsphase für einen neuen Sender, Empfänger oder Verarbeitungsalgorithmus kann die Echtzeitverarbeitung häufig nicht mit den hohen Datenraten bandbreitenintensiver HF-Signale mithalten. In diesem Fall bietet sich die Datenspeicherung auf einem Datenträger für spätere Analysen an, siehe Bild 3. Diese Vorgehensweise wird häufig auch für die kontinuierliche Datenaufzeichnung bei Anwendungen zur Signalaufklärung verwendet. Ebenso lassen sich vorab berechnete, modulierte Signalverläufe auf einem Datenträger speichern und für eine kontinuierliche Übertragung an das Gerät streamen.
- Echtzeitfähiges Multi-GHz-Streaming-System
- Bewältigung der Datenflut
- Peer-To-Peer-Übertragung, Verarbeitung und Streamen
- Bit-Komprimierung
- Systemkonfigurationen
- Zusammenfassung
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