eXpert FPGA / GPU CUDA 即時訊號運算方案

可執行即時數位信號處理 (DSP) 例程

如快速傅里葉變換 (FFT)、信號平均、有限脈衝響應 (FIR) 濾波、數位降頻 (DDC) 等

數位信號處理程式可以對GaGe高速數位化儀採集的原始信號數據進行處理,也可以通過我們的eXpert FPGA固件功能直接在數位化儀卡的板載FPGA上執行,也可以選擇在GPU卡上執行,接收GaGe高速數位化儀通過PCIe介面採集的原始信號數據的即時流。

Digital-Signal-Processing-FPGA

eXpert FPGA DSP

可選的韌體功能,允許在其板載現場可程式設計門陣列 (FPGA) 內的數位化器硬體本身上執行信號處理、分析或其他特定功能。功能包括PCIe數據流、信號平均、FFT、OCT 或根據應用需求定製設計。

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Digital Signal Processing GPU

GPU CUDA處理

將從 GaGe 高速數位化儀採集的數據流式傳輸到高性能 GPU,以進行即時信號處理和數據記錄。C SDK 現成的編譯示例程式展示了 PCIe 數據流到 GPU 以及有效利用 GPU 並行化向量處理以實現比主機 CPU 快 10 倍 ~ 100 倍的分析速率。

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在數據為王的時代,高效捕獲、處理和存儲大量資訊的能力至關重要。這就是我們的eXpertPCIe數據流發揮作用的地方–數據流世界的遊戲規則改變者。數位化儀無縫集成,允許將波形數據即時流式傳輸到 PC 的 RAM。無論您是在單次模式還是分段模式下操作,此功能都能確保連續且不間斷的數據採集。

eXpert PCIe數據流功能的與眾不同之處在於它能夠同時採集數據並將其流式傳輸到目標主機CPU或GPU。此功能有助於立即進行信號處理分析,使您能夠毫不拖延地從數據中收集見解。此外,它還允許同時將數據流傳輸到高速存儲系統,確保不會丟失任何重要信號記錄。eXpert PCIe數據流功能與GaGe C/C# SDK和GaGe數位化儀型號系列相容,旨在滿足當今數據驅動世界的多樣化需求。使用我們的 eXpert FPGA DSP 利用高效數據流的力量,徹底改變您的數據採集和分析流程。

在信號分析領域,雜訊通常會干擾數據的清晰度和準確性。這就是信號平均的力量發揮作用的地方。通過多次採集重複波形並將它們平均在一起,您可以大大減少隨機雜訊,從而提高底層重複信號的保真度。

我們的eXpert 訊號平均 將這種強大的方法帶到您的指尖,使您能夠從高振幅雜訊背景中提取甚至最小的訊號。它能夠在數位化儀的板載 FPGA 上執行快速訊號平均,從而減少主機系統 CPU 的工作負載,確保高效且不間斷的操作。

eXpert 訊號平均支援最大波形長度長達 131,072 個樣本的訊號平均,並且可以在一次會話中執行多達 1,000,000 次平均。這種強大的功能可實現精確的訊號擷取,並將傳輸到主機 PC 系統的資料量顯著減少 1,000 倍以上。

我們的解決方案與眾不同之處在於它與標準 CompuScope 數位化儀驅動程式的無縫整合。無需特殊軟體即可使用此功能。此外,它與適用於 C/C#、LabVIEW 和 MATLAB 的 CompuScope Digitizer 軟體開發套件 (SDK) 相容,可讓您靈活地根據您的特定需求調整資料擷取和分析流程。

作為一種快速計算離散傅立葉變換 (DFT) 及其逆變換的演算法,快速傅立葉變換 (FFT) 可以將訊號從其原始時域有效轉換為頻域表示,反之亦然。這種轉換提供了對訊號不同頻率成分的重要洞察,從而實現更精確、更全面的分析。

我們的 eXpert FFT 經過精心設計,可提供 FFT 分析,將 GaGe CompuScope 數位化儀的功能提升到新的水平。透過直接在數位化儀的板載 FPGA 上執行計算密集型 FFT 演算法,專家 FFT 不僅可以確保快速、準確的轉換,還可以顯著減少主機系統 CPU 的工作負載。這意味著您的 PC 可以並行處理其他任務,從而提高整體營運效率。

在醫療診斷領域,GaGe 的光學相干斷層掃描 (OCT) 技術改變了遊戲規則。 OCT 利用高速脈衝激光,採用快速採集技術來產生光學啁啾並捕捉從樣品反射的光的光譜。這種非侵入性成像測試提供詳細的視網膜影像,幫助醫生查看橫斷面圖片並測量其厚度。

我們的 eXpert OCT 透過添加數位化儀支援可變速率 k 時鐘或 OCT 應用的非活動外部時鐘來增強該技術。 eXpert OCT 韌體與 GaGe 的 CompuScope PCIe 數位化儀相容,可確保無縫整合到您的現有系統中。

傳統上需要使用專用 DSP 處理器、現場可編程門陣列 (FPGA) 或專用集成電路 (ASIC)。DSP 處理器、FPGA 和 ASIC 的尺寸通常是資源有限的,並且需要使用特定語言和平台工具的專業工程技能進行重大開發。這些解決方案通常很昂貴。隨著多核 CPU 資源的發展,開發人員開始利用主機 CPU 實現 DSP 例程。主機 CPU 的主要優勢在於它可以利用 C 等更熟悉的編程環境進行更快的開發;與 FPGA 通常需要更複雜的編程相反。然而,缺點是主機 CPU 可能無法執行複雜的處理例程,特別是對於實時應用程序的要求。

GPU 提供了這兩種能力的最佳選擇,一個快速熟悉的編程開發環境(如 C)和比主機 CPU 平台更強大的計算能力,以滿足苛刻的實時應用程序要求。 GPU 將更多內核與高速內存總線結合在一起,可以有效地並行使用,以有效地處理大塊數據。

*此firmware方案不包含GPU卡

GPU CUDA 裝置的使用帶來了前所未有的運算能力,並且易於使用 C 語言編程,再加上專用且可擴展的處理單元(GPU 卡)。 GPU 卡專為快速處理圖形位置向量而設計,並針對快速向量處理進行了最佳化。數位化波形本身只不過是一個向量,因此波形 DSP 可以透過我們的 GaGe CompuScope GPU CUDA DSP 充分利用 GPU 卡的向量處理能力。

PCI Express (PCIe) 接口是與GPU之間高速傳輸的關鍵途徑。利用 GaGe eXpert PCIe 數據串流firmware 功能,GaGe CompuScope PCIe 數字化儀可以通過 PCIe Gen3 接口以高達 5 GB/s 的持續速率同時採集數據並將數據串流傳輸到 GPU。

Gage CompuScope C 軟件開發套件 (SDK) 提供現成的編譯示例程序,說明如何配置和使用 eXpert PCIe 數據流功能,以及如何有效利用 GPU 的並行矢量處理,以比主機 CPU 快 10 倍至 100 倍的速度進行顯示分析。

Gage CompuScope C SDK 示例程序還說明了將 GPU 處理的數據結果連續流式傳輸到高速存儲,以便對處理後的輸出進行實時數據記錄。利用基於 PCIe 的存儲系統允許在基於 Windows 的環境中以高達 5 GB/s 的高速持續傳輸速率連續擷取和處理記錄系統。

GPU 處理的數據還可以選擇串流傳輸到 PCIe 任意波形發生器,以有效地將修改後的信號回放回測試環境,適用於數字射頻存儲器 (DRFM) 等應用。

compuscope gpu cuda processing block diagram

不要讓複雜的資料處理任務減慢您的速度。借助 GaGe 的創新數位訊號處理工具,您可以簡化工作流程、提高精度並為您的專案釋放新的可能性。從最先進的 FPGA DSP 到尖端的 GPU CUDA 技術,我們提供一系列滿足不同需求和應用的解決方案。您準備好徹底改變您的數位訊號處理能力了嗎?立即探索我們廣泛的產品,邁出邁向更聰明、更有效率的未來的第一步。

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