Moku:Pro

Beschreibung

Kompromisslose Flexibilität

Das Moku:Pro unseres Partners Liquid Instruments nächste Evolutionsstufe softwarekonfigurierbarer Messtechnik, bekannt vom Moku:Lab. Das Xilinx Ultrascale+ FPGA ist mit einem analogen Front-End mit hoher Bandbreite, robuster Netzwerkkonnektivität und schnelle Speichermöglichkeiten verknüpft. Die Software-Defined-Instrument-Suite von Moku:Pro ermöglicht Hochgeschwindigkeits-Datenerfassung, -verarbeitung und -visualisierung, Signalerzeugung und Echtzeit-Steuerungsanwendungen. Die frequenzabhängige Signalmischung mehrerer ADCs im innovativen Hybrid-Front-End des Moku:Pro resultiert in einem außergewöhnlichen Signal-Verhältnis im gesamten Frequenzbereich.

Produkt Highlights:

• Vier Eingänge bis 600 MHz bei max. 5 GSa/s
• Vier Ausgänge bis 500 MHz bei max. 1,25 GSa/s
• Interner High-Speed-Speicher mit 120 GB SSD
• 500 μVRMS Eingangsrauschen bei 600 MHz Bandbreite
• 0,3 ppm Taktstabilität
• <650 ns Latenz von Ein- zu Ausgang
• Moderne Konnektivität über W-LAN, Ethernet und USB-C
• Leistungsstarker Xilinx-FPGA

Softwaregesteuerte Hardware

Das Moku:Pro ist das High-End System von softwaredefinierten Messgeräten der Moku:Familie und bietet Forschern und Ingenieuren das richtige Werkzeug für eine Vielzahl von Aufgaben. Das System nutzt die Leistung des Field Progammable Gate Arrays (FPGA) in Kombination mit einem analogen Hochleistungs-Front-End und ist in der Lage, mehrere Messgeräte auf einer einzigen Hardwareplattform zu generieren, ohne Einbußen in Präzision oder Leistung. Daraus resultiert eine einfache Skalierbarkeit und Erweiterbarkeit, gerade für anspruchsvolle Forschungs- und Entwicklungsarbeiten.

Echtzeit-gemischte Analog-Digital-Wandler

Kombinierte Messtechnik-Anwendungen forderten häufig Kompromisse bei der Performance. Das Moku:Pro bietet ein kompromissloses Messsystem, das Signale von einem 5 GSa/s, 10-Bit-ADC und einem 10 MSa/s, 18-Bit-ADC mit einem patentierten Mischverfahren verarbeitet. Ein digitales Crossover-Netzwerk, bestehend aus ausgeglichenen Hoch- und Tiefpassfiltern, sorgt für niedriges Grundrauschen und einen hohen Dynamikbereich von 10 Hz bis 600 MHz. Die Mischung der Datenströme der beiden Analog-Digitalwandler erfolgt dabei in Echtzeit.

Neue Features am laufenden Band

Die Flexibilität und Leistungsfähigkeit des Moku:Pro sind noch nicht ausgereizt und werden ständig weiterentwickelt. Ausblick auf kommende Funktionen:

Multi-Instrument Funktionalität

Zukünftig können Anwender mehrere Messfunktionalitäten gleichzeitig auf einem einzigen Moku:Pro betreiben. Sie können verschiedene Messgeräte in bis zu vier virtuellen Steckplätzen einsetzen und dynamisch für jeden Slot hinzufügen, ändern oder entfernen. Der Anwender kann beispielsweise ein Oszilloskop zum ersten Slot hinzufügen, einen Spektrumanalysator in den Zweiten, einen PID-Regler in Steckplatz 3 einsetzen und dabei die Phasenkopplung eines im vierten Steckplatz laufenden Funktionsgenerators aufrechterhalten. Jeder Slot hat dabei einen dedizierten Zugriff auf die analogen Eingänge und Ausgänge, sodass eine ganze Reihe von Messinstrumenten in einem Gerät vereint werden können.

Instrumente, die auf diese Weise genutzt werden, können zudem miteinander verschaltet werden, um auf einfache Art anspruchsvolle Signalverarbeitungsketten zu erstellen. Die einzelnen Messgeräte sind einen Echtzeit-Signalpfad mit 20 Gb/s und geringer Latenz vernetzt. Verbindungen zu den analogen Ein- und Ausgängen und benachbarten Instrumenten sind zur Laufzeit anpassbar für sofort sichtbare Ergebnisse. Dadurch wird das Moku:Pro noch leistungsfähiger.

Erweiterter FPGA-Zugriff

Fortgeschrittene Benutzer mit Bedarf für die Implementierung eigener Signalverarbeitungsprozesse können auf das FPGA des Moku:Pro zugreifen, um es mit eigenem VHDL-Code (Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language) zu beschreiben. Dieses Cloud-basierte Tool wird direkt über einen Browser genutzt, sodass benutzerdefinierte Algorithmen ohne einen einzigen Software-Download entwickelt, kompiliert und auf dem Moku:Pro bereitgestellt werden können.

Diese benutzerdefinierten Funktionalitäten haben Zugriff auf die analogen Ein- und Ausgänge des Moku:Pro. Im oben genannten Multi-Instrument-Modus können auch diese selbst kreierten Instrumente auf den virtuellen Slots eingesetzt werden. Zudem ist es möglich die selbst entwickelten Funktionen in die Instrumenten-Suite von Liquid Instruments einzubinden. Vorteile davon: Eine hochwertige Benutzerschnittstelle und Unterstützung beim Debugging. Da Programmierung und Compiling mit industriell standardisiertem VHDL-Code erfolgt, kann mit Editoren und Design-Software verschiedener Drittanbieter gearbeitet werden. Das Kompilierungstool des Moku:Pro bietet eine effiziente, benutzerfreundliche Alternative zur Arbeit mit FPGA-Entwicklerboards für die Prototyperstellung in frühen Entwicklungsstadien.