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Proyecto Completado

Señal Basada en FPGA

Una plataforma de procesamiento digital de señales de alto rendimiento construida sobre arquitectura FPGA de Lattice para adquisición de datos en tiempo real, filtrado y análisis espectral a velocidades de GHz.

FPGA Signal Processing System
2.4
Reloj GHz
16
Canales ADC
8
Etapas de Filtro
14
Semanas de Construcción

Arquitectura del Sistema

Entrada de Señal

Frontend ADC de 16 canales con filtros anti-aliasing y amplificadores de ganancia programables

Núcleo FPGA

Lattice ECP5 ejecutando bloques DSP en pipeline con núcleos IP VHDL personalizados

Cadena de Procesamiento

Filtros FIR/IIR, motor FFT y convertidor digital descendente con parámetros configurables

Salida de Análisis

Visualización espectral en tiempo real con registro de datos y visualización en dominio de frecuencia

Capacidades Principales

Procesamiento en GHz

Arquitectura de pipeline paralelo que alcanza un rendimiento efectivo de 2.4 GHz con latencia determinista inferior a 10 nanosegundos.

Filtros Configurables

Coeficientes de filtro FIR e IIR programables en tiempo de ejecución que soportan configuraciones de paso de banda, paso bajo, paso alto y rechazo de banda.

FFT en Tiempo Real

FFT acelerada por hardware de 4096 puntos con funciones de ventana para análisis espectral en vivo y medición de frecuencia.

Sincronización Multicanal

Muestreo con bloqueo de fase en los 16 canales ADC con precisión de sincronización sub-nanosegundo.

Memoria Profunda

Búfer DDR3 que soporta 2GB de captura continua de señal con modos de búfer circular y adquisición por disparo.

Interfaces Estándar

Interfaces SPI, UART y Gigabit Ethernet para configuración, control y transferencia de datos de alta velocidad a sistemas host.

FPGA Board
Tarjeta de Desarrollo FPGA - Diseño Personalizado
PCB Layout
Diseño de PCB
Signal Analysis
Análisis de Señal

Proceso de Desarrollo

01
Diseño de Arquitectura

Especificación a nivel de sistema del pipeline DSP, análisis de flujo de datos y estimación de recursos FPGA usando Yosys + nextpnr.

02
Desarrollo HDL

Codificación VHDL de núcleos IP personalizados incluyendo filtros FIR, motor FFT y controladores de interfaz ADC.

03
Diseño de PCB

PCB de 6 capas con trazas de impedancia controlada, análisis de integridad de potencia y enrutamiento de señales de alta velocidad.

04
Simulación y Verificación

Simulación conductual y de temporización en GHDL + GTKWave con bancos de pruebas que cubren todos los modos operacionales.

05
Validación de Hardware

Pruebas en tarjeta con fuentes de señal calibradas, midiendo SNR, THD y latencia de procesamiento.

Resultados del Proyecto

Rendimiento de Procesamiento2.4 GHz
Relación Señal-Ruido72 dB
Precisión de Filtro99.2%
Eficiencia Energética3.2W
Aislamiento de Canales85 dB
Stack Tecnológico
Lattice ECP5 VHDL Yosys + nextpnr GHDL + GTKWave KiCad Python SPI DDR3 Gigabit Ethernet GNU Octave Verilog JTAG

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