Design-Praxis
Echtzeitfähiges Multi-GHz-Streaming-System
Fortsetzung des Artikels von Teil 5
Zusammenfassung
Bandbreitenintensive Anwendungen, die zudem noch eine kontinuierliche Echtzeitverarbeitung oder -aufzeichnung von Daten erfordern, benötigen Hochgeschwindigkeitsbusse bzw. serielle Hochgeschwindigkeitsschnittstellen, um Daten in Echtzeit zu übertragen. In verschiedenen Versuchen haben sich hierfür PCI-Express-x8-Verbindungen der 3. Generation sowie serielle Hochgeschwindigkeitsschnittstellen mit vier Lanes als beste Option für den Echtzeit-Datentransfer erwiesen. Bei der Demonstration eines Aufzeichnungs- und Wiedergabesystems wurde mithilfe eines Sender-/Empfängersystems mit vier Kanälen und RAID-Speicherarrays eine Echtzeitbandbreite bis zu 4 GHz bei einer Auflösung von 10 bit erzielt sowie geringere Bandbreiten bei Auflösungen von 12, 14 bzw. 16 bit. Des Weiteren konnte mit einem FPGA-basierten Echtzeitverarbeitungssystem mit vier Kanälen eine Echtzeitbandbreite von 4 GHz realisiert werden. In diesem Fall wurde jeder Kanal mittels P2P-Übertragung einzeln verarbeitet, mit der Möglichkeit, Daten zwischen Verarbeitungsmodulen auszutauschen. Zu guter Letzt wurde eine Datenverarbeitungskonfiguration mit vier Kanälen mit jeweils 1 GHz und vier miteinander gekoppelten FPGAs demonstriert, die eine aggregierte Datenübertragung ermöglicht. Mit diesem System ließen sich mittels Spectral Stitching die Spektren von vier VSTs zusammenführen, woraus sich eine kombinierte Bandbreite von 3,5 GHz bei einer Mittenfrequenz von 4 GHz ergab. Nach unserem Kenntnisstand handelt es sich hierbei um die ersten Demonstrationen solcher echtzeitfähigen Systeme für das kontinuierliche Streamen von HF-Daten mit hoher Bandbreite.
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Literatur
[1] PCI Express Base Specification Revision 3.0
[3] Einführung in das Peer-to-Peer-Datenstreaming
[4] Spectral Stitching Patent US 9326174 B1
[5] Erstpublikation in englischer Sprache im EuMC-2017-Konferenzband: DOI: 10.23919/EuMC.2017.8230956
*Ohne Spezifizierung einer Systemlatenz wird der Begriff Echtzeit wie in Norm DIN 44300 verwendet.
- Echtzeitfähiges Multi-GHz-Streaming-System
- Bewältigung der Datenflut
- Peer-To-Peer-Übertragung, Verarbeitung und Streamen
- Bit-Komprimierung
- Systemkonfigurationen
- Zusammenfassung
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