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Echtzeit-Datenerfassung Teledyne-Digitalisator streamt mit 14 GByte/s zur GPU

Von Manuel Christa 1 min Lesedauer

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TELEDYNE DALSA
Teledyne GmbH

Wenn bei der Signalerfassung die CPU zum Flaschenhals wird, helfen neue Systemarchitekturen. Teledyne SP Devices stellt mit dem ADQ35 einen 12-Bit-Digitalisator vor, der dank 10 GSPS, integriertem FPGA und P2P-Streaming Echtzeit-Anwendungen massiv beschleunigt.

Echtzeit-Datenerfassung: Mit 10 GSPS und integriertem FPGA beschleunigt der neue PCIe-Digitalisator anspruchsvolle ATE- und LiDAR-Systeme.(Bild: Teledyne)
Echtzeit-Datenerfassung: Mit 10 GSPS und integriertem FPGA beschleunigt der neue PCIe-Digitalisator anspruchsvolle ATE- und LiDAR-Systeme.
(Bild: Teledyne)

Bei automatisierten Testsystemen (ATE), hochauflösende LiDAR-Applikationen oder der medizinischen Bildgebung wachsen die Datenmengen rasant. Die Herausforderung besteht heute darin, diese massiven Datenströme ohne Pufferüberläufe oder Latenzen schnellstmöglich zur Weiterverarbeitung in den Rechner zu bekommen. Genau hier setzt Teledyne SP Devices mit seinem neuesten High-Throughput-Digitalisator an.

Das Modul ADQ35 bietet eine hohe Auflösung von 12 Bit und erfasst Signale im Single-Channel-Modus mit einer enormen Abtastrate von 10 Giga-Samples pro Sekunde (GSPS) – im Dual-Channel-Betrieb sind es 5 GSPS pro Kanal. Das eigentliche Highlight für Systemarchitekten ist jedoch der kontinuierliche Datendurchsatz von 14 GByte/s.

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Der CPU-Flaschenhals wird umgangen

Normalerweise werden digitalisierte Datenströme über den Bus zunächst in den Arbeitsspeicher des Host-Systems geschrieben, wo die CPU sie für die Signalverarbeitung abholt. Bei Datenraten von 14 GByte/s geraten jedoch selbst modernste Server-CPUs schnell an ihre Grenzen. Das System wird träge und echte Echtzeit-Reaktionen werden unmöglich.

Teledyne löst dieses Problem auf zwei Wegen: Zum einen verfügt die Karte über 8 GByte Onboard-Speicher und einen offenen Xilinx Kintex Ultrascale FPGA. Anwender können hier direkt eigene Algorithmen zur digitalen Signalverarbeitung (DSP) implementieren. Zum anderen nutzt das System konsequentes Peer-to-Peer-Streaming (P2P). Die enormen Datenmengen, die nicht auf dem FPGA verarbeitet werden, fließen mit 14 GByte/s direkt über die PCIe-Gen3-x16-Schnittstelle an eine Grafikkarte vorbei am Hauptprozessor. Da GPUs viel besser für die massiv-parallele Verarbeitung geeignet sind als CPUs, entsteht so ein effizientes Gesamtsystem.

Durch die Umsetzung als PCIe-Steckkarte (alternativ auch als USB-3.2-Modul erhältlich) lässt sich der Digitalisator unkompliziert in leistungsstarke Industrie-PCs oder ATE-Racks integrieren. Das Modul eröffnet neue Möglichkeiten in Bereichen, in denen herkömmliche Messsysteme kapitulieren. (mc)

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