스펙트럼 인스트루먼트, 고성능 PCIe 디지타이저 2종 출시

이번에 출시된 디지타이저는 1개 및 2개 채널과 10 GS/s의 초고속 샘플링 속도, 12비트 수직 분해능을 PCIe 버스를 통한 업계에서 가장 빠른 12.8 GB/s의 데이터 스트리밍을 지원한다. 이러한 스트리밍 속도는 수집된 데이터를 PC 메모리로 직접 전송해 저장하거나, 사용자 정의 신호 처리 및 분석을 위해 CPU 및 GPU로 전송되도록 돕는 16레인, Gen3, PCIe 기술로 구현된다. 또한 3GHz 이상의 대역폭과 최대 16GB(8 GSamples)의 온보드 메모리를 갖춘 입력회로장치를 갖췄다. 스펙트럼 인스트루먼트는 이번 신제품들을 통해 GHz 범위의 전자 신호를 다루는 엔지니어와 과학자를 위한 패키지를 제공하는 것을 목표로 한다고 밝혔다.

새로운 M5i.3350-x16 및 M5i.3357-x16는 대부분의 디지털 오실로스코프 또는 유사한 8비트 디지타이저 대비 최대 16배 더 우수한 동적 범위를 제공한다. 12비트라는 높은 분해능은 더 나은 신호 대 잡음비(SNR) 측정을 가능하게 하고, 측정 정밀도를 향상시켜 사용자가 낮은 해상도 장치에서 종종 놓치는 미세한 신호 세부 사항을 포착 및 현상 확인을 할 수 있도록 한다.

또한, 통신, 반도체 테스트, 분광학, 광학 시스템 및 양자 물리학 등에서 볼 수 있는 다양한 신호를 처리하도록 설계됐다. 3GHz 이상의 대역폭, ±200mV ~ ±2.5V의 프로그래밍 가능한 전체 범위 및 가변 오프셋을 갖춘 완전한 기능의 입력회로장치를 갖췄다. 데이터 수집은 단일 샷 및 다중 파형 기록 모드로 진행되며 다중 기록은 온보드 메모리를 세그먼트로 나누어 높은 트리거 속도에서도 수많은 이벤트를 수집할 수 있게 한다. 이는 직렬 버스 테스트나 LIDAR 및 RADAR 시스템에서 볼 수 있는 것과 같은 자극-응답 프로세스를 사용하는 시스템에서 발생하는 상황에 적합하다. 또한, 기존 오실로스코프와 같이 온보드 메모리가 링 버퍼로 사용되거나, PC 환경에 데이터를 지속적으로 스트리밍하기 위해, FIFO 버퍼로 사용되며 유연성을 더한다.

M5i.3350-x16 및 M5i.3357-x16는 채널 또는 외부 트리거 입력에서 사용 가능한 기존의 에지 트리거링 및 창, 재조정, Or/And(논리), 소프트웨어 및 딜레이 등 정교한 트리거 모드를 제공해 간헐적 신호까지 수집한다. 트리거링은 파형 데이터가 관련 트리거 타임스탬프 정보와 함께 저장되어 빠르고 정확하다. 전면 패널에서 채널 입력, 클럭 및 트리거 입출력, 4개의 다기능 디지털 I/O 라인을 위한 SMA 커넥터를 사용할 수 있고, 추가 클록 및 트리거 연결을 통해 또다른 디지타이저 및 측정 장치와 동기화할 수 있다.

이 제품들은 적합한 PCIe 슬롯에 설치를 통해 PC를 측정 도구로 변환시킬 수 있다. 이러한 기능은 신호 처리 및 분석을 위해 최신 CPU 및 GPU 사용을 원하는 사용자에게 적합하며, 소프트웨어 개발 키트(SDK)를 포함한Windows 또는 Linux 기반의 PC 사용시 필요한 모든 도구가 함께 제공된다. 제공되는 소프트웨어 개발 키트는 C++, C#, Delphi, VB.NET, J#, Python, Julia, Java, LabVIEW, MATLAB등 다양한 언어로 프로그래밍 가능하다. 필요한 모든 드라이버 라이브러리와 프로그래밍 예제도 포함되어 있다. 한편, 코드 작성을 원치 않는 사용자들은 내장된 측정 소프트웨어인 “SBench 6 Professional”를 통해 다양한 데이터 표시, 분석, 저장 및 문서화 기능 등을 통해 카드를 제어할 수 있다.

모든 스펙트럼 인스트루먼트의 PCIe 카드는, 저가 옵션으로 제공되는 회사의 SCAPP(Spectrum의 CUDA Access for Parallel Processing) 패키지를 통해 활용 가능한, CUDA GPU로 직접 데이터를 스트리밍할 수 있다. SCAPP에는 CUDA GPU 지원을 위한 드라이버가 포함되어 있어 프로세싱 루틴 개발이 가능하다. 본 드라이버는 수정 및 구축 작업 예제를 포함하고 있고, 노이즈 감소를 위한 연속 평균화 또는 스펙트럼 분석을 위한 MPoint-FFT와 같은 작업에 적합하다.

또한 신호 노이즈를 줄이고, 측정 분해능을 개선하여 디지타이저의 표준 12비트 성능 보다 나은 다이나믹 레인지와 SNR을 지원하는 옵션 M5i.33xx-spavg의 온보드 서매이션 애버리징(summation averaging)도 지원한다. 이는 전파가 최대 10 GS/s로 샘플링되는 경우에도 카드 온보드 FPGA(Field Programmable Gate Array) 기술로 파형을 평균화하여, 이벤트 간 데드 타임 40ns 미만의, 초당 최대 1,500만 개의 이벤트의 평균화율을 보장한다.