FPGA增強RF儀器應用

FPGA是一種可以重復改變組態的電路，可讓設計者進行編程的邏輯閘元件，特別適用于產品開發時必須不斷變更設計的應用，以有效加速產品上市時間。而FPGA電路的特性，特別適合用于軟體定義的測試系統架構，這也正式目前NI推出軟體定義RF測試儀器的最大優勢。

其實，回顧過去這幾十年，無線通訊成為科技產業顯學，而透過軟體定義的RF測試系統架構也隨之越來越熱門。現在幾乎每一種商用現成(Commercial Off-The-Shelf;COTS)自動化RF測試系統都開始采用應用軟體，其便利處在于可以透過匯流排界面，直接銜接儀器使用。

只不過，RF應用越來越復雜，這讓工程師遭遇更多測試方面的挑戰，也就是功能需求越來越高，但測試時間與成本卻無法成正比增加。雖然測試量測運算式、匯流排速度與CPU速度等方面的進步，有助于縮短測試時間，然而這還不夠讓測試時間有大幅的縮短。還必須更進一步深入改良，才有辦法解決RF測試應用日漸復雜的問題。

正是為了滿足速度與彈性的需求，COTS RF測試儀器增強了對于FPGA的使用。FPGA是可再程式化的電路，透過設計者自行設定，可將軟體開發環境加入客制化的硬體功能。盡管將FPGA用于RF測試儀器算是令人耳目一新的創舉，但通常這些FPGA僅具有特殊用途的固定功能，開放客制化的空間不大。

就這一點來看，使用者可設定功能的FPGA，明顯勝過封閉式固定功能的FPGA。有了可設定功能的FPGA，設計者即可將RF儀器客制化，進而滿足特定的應用需求。

向量訊號收發器(Vector Signal Transceiver;VST)是針對客制化需求而生的全新儀器，結合了向量訊號產生器(Vector Signal Generator;VSG)與向量訊號分析器(Vector Signal Analyzer;VSA)，再搭配FPGA架構的即時訊號處理與控制功能，讓設計人員可以即時進行軟體的修改，讓儀器直接進行客制化功能。

NI所開發的全球首創VST，配備使用者可設定功能的FPGA，可將客制運算式直接加入儀器的硬體設計。這樣的軟體設計方式，可讓VST同時兼具軟體定義無線電(Software-Defined Radio;SDR)架構的彈性，以及RF儀器等級的效能。這是一項創舉，RF儀器從此有了全新的面貌與應用。