Miniaturisierte Signalverarbeitungsplattform

Miniaturisierte Signalverarbeitungsplattform

Zuverlässige Signalverarbeitung

Mountainbiker in Aktion
© Foto Florian Imgrund – frei-licht.com

Die Plattform ist optimal zur Übertragung von Extremsportarten geeignet

Im Rahmen des ESI-Forschungsprojekts haben die Wissenschaftler des Fraunhofer IIS eine Signalverarbeitungsplattform entwickelt. Der Forschungsschwerpunkt lag hierbei auf der Integration von digitaler Signalverarbeitung und High Speed Digital-Analog Umsetzung auf einer miniaturisierten Baugruppe. Die Verwendung eines High-Speed RF-DACs ermöglicht die Einsparung eines analogen IQ-Modulators, welcher üblicherweise einen begrenzenden Faktor für die Ausgangssignalqualität darstellt.

Im Mittelpunkt der digitalen Signalverarbeitung steht die »extensible processing platform« Xilinx Zynq-7000 XC7Z020. Sie vereint die Vorzüge eines Artix-7 FPGAs und eines Dual-Core ARM Cortex A9 Prozessors auf einem Chip. Dadurch lassen sich auf kleinster Fläche mit geringem Energieverbrauch anspruchsvolle Anwendungen umsetzen.

Die hohe Flexibilität und Anpassungsfähigkeit der Signalverarbeitungsplattform wird durch den Prozessor und das modulare Konzept der Baugruppe erzielt. Der spezifische Aufbau der Plattform ermöglicht einen leichten Austausch von Schnittstellen (z. B. Standard-Anschlüsse wie Ethernet, USB etc.) sowie eine Rekonfiguration auf verschiedene Sendeleistungen und -frequenzen durch Austausch des Verstärkermoduls.

Durch ihre Kernkomponenten ist die Baugruppe besonders für Sendeanwendungen bis 2,7GHz geeignet. Die Übertragung erfolgt durch beliebige Standards wie DVB-T/T2 oder kundenspezifische Wellenformen. Neben Bilddaten können auch beliebig andere Daten gesendet werden. Besonders für Bereiche, in denen die Baugröße der Sendeeinheit einen limitierenden Faktor darstellt, ist der Einsatz der miniaturisierten Plattform von Vorteil.

 

Bei der Entwicklung dieser innovativen Baugruppe wurde besonders Wert gelegt auf:

  • Energieeffizienz
  • Freie Programmierbarkeit
  • Miniaturisierung
  • Variable Ausgangsfrequenz
  • Modulare Bauweise
  • Standardanschlüsse wie Ethernet, USB, ASI-T

Hohe Leserate dank RF-DAC

  • Design basierend auf Xilinx Zynq-7000 XC7Z020
  • Extensible Processing Platform (EPP)
  • Dual-Core ARM Cortex A9
  • Artix-7 FPGA
  • Standard-Schnittstellen wie DDR, Ethernet, USB, CAN, I2C, SPI integriert
  • Hochgeschwindigkeits RF-DAC mit konfigurierbarer Ausgangsfrequenz vom Basisband bis zu 2,7 GHz
  • Große Flexibilität durch modularen Aufbau
  • Separate Eingangsmodule für unterschiedliche Schnittstellen wie Ethernet, USB, ASI, TS
  • Separates HF-/Verstärkermodul zur Anpassung von Sendefrequenz und Ausgangsleistung an verschiedenen Anwendungen
  • Versorgungsspannung: 6 bis 14 V
  • Niedriger Energieverbrauch (Leistungsaufnahme: 3,5 bis 5 W)
  • Kompaktes Mainboard mit 5 x 8 cm

Flexibler Einsatz

Aufgrund ihrer hohen Flexibilität und Anpassungsfähigkeit ist die Plattform für eine Vielzahl von Anwendungsfeldern geeignet:

Übertragungstechnik

  • (Extrem-) Sportveranstaltungen z. B. Fahrradrennen, Skispringen
  • Filmproduktion
  • Datenübertragung von fliegenden Plattformen aus schwer zugänglichen Bereichen

 

Sicherheit und Überwachung

  • U-Bahn Stationen
  • Seilbahngondeln
  • Tunnel
  • Land- und Forstwirtschaft z. B. Waldbrandgebiete, autonome Maschinen

 

Qualitätssicherung und Wartung

  • Wind- und Solarparks
  • Schornstein- und Lüftungsanlagen
  • Verkehrsbauwesen z. B. Brücken

Ihr Entwicklungspartner für kompakte und effiziente Datenübertragungsplattformen

Ihre Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IIS kann vielfältig sein – wir entwickeln individuelle Lösung nach Ihren Spezifikationen. Unsere Angebotsbandbreite erstreckt sich dabei vom FuE-Auftrag bis hin zur Lizensierung. Gemeinsam mit Ihnen und auf der Basis von fundierten wissenschaftlichen Methoden ermitteln wir Ihren Bedarf, beraten Sie individuell und unterstützen Sie zusätzlich bei technisch-wirtschaftlichen Machbarkeitsanalysen. Gerne helfen wir Ihnen auch bei der Einbettung der Signalverarbeitungsplattform in Ihr System oder bei der Inbetriebnahme.

Mehr Informationen

 

Flyer

Signalverarbeitungs-plattform