IngeniArs利用NI的数据链接技术将创新融入卫星通信

IngeniArs：在卫星通信中不懈创新 

意大利初创企业IngeniArs开发了用于卫星通信的高速数据传输技术。他们创建了IP核，即实现特定功能的宏单元，这些宏单元可在不同的设计中重复使用，目的是加速系统开发，作为用于复杂的卫星通信和数据链接的独立硬件模块，大幅提升FPGA和ASIC集成效率。这些IP核是为满足指定标准而构建的集成硬件组件，与软件驱动程序类似，减少了对专业知识和漫长开发周期的需求。

IngeniArs为不同的空间应用提供了庞大的IP核组合：不同板载单元（例如Spacewire、SpaceFibre和WizardLink）之间的数据链接；支持板载AI算法的创新GPU@SAT内核等数据处理；以及卫星-地面-卫星和卫星间链接的RF和光学卫星通信。IngeniArs与NI合作，利用NI数据链接测试框架测试和验证其卫星通信IP核，从而仿真真实的卫星通信场景。IngeniArs与NI的合作源于对紧凑耐用的验证平台的需求，旨在实现高带宽应用的同时，解决与行业内其他大型厂商竞争的问题。

对于IngeniArs而言，可靠的卫星通信性能取决于高度复杂IP核的验证。对于IP核供应商而言，寻找兼容的硬件和软件解决方案本就困难重重，而且卫星通信要求复杂且需要高数据速率，更是难上加难。因为高效的信号传输和接收需要高带宽RF系统作为前端，这无疑增加了实现的难度。利用NI数据链接测试框架验证卫星和地面站之间的通信协议，是IngeniArs努力实现的关键能力。NI技术提供了一个功能强大的紧凑型集成解决方案，可满足RF前端和数字信号处理需求。特别是在资源有限的情况下，找到能够处理如此数据速率和复杂性需求的合适硬件和软件解决方案非常具有挑战性。

NI数据链接测试框架

NI数据链接测试框架－NI为卫星通信和遥测系统验证的高性能需求提供了全面解决方案。随着小型卫星星座规模从几颗逐渐扩展到数千颗快速轨道卫星，保持卫星间和地面站数据链接之间无缝连接的挑战难度不断攀升。NI的框架提供了灵活的平台，通过结合尖端RF技术和可适应的软件定义无线电(SDR)实现，处理各种遥测、跟踪和控制(TT&C)需求。

NI PXI矢量信号收发仪(VST)是该解决方案的核心RF技术。VST本身可以发射并接收TT&C和卫星通信数据链接信号，执行关键信号保真度测量，如调制精度、发射功率等，这些能力对于确保卫星通信应用中的高信号完整性至关重要。VST可实现快速、精确的信号处理，以满足模块化和可扩展的卫星通信系统的需求，尤其是具有电子扫描阵列(ESA)天线（无需机械运动即可动态调整波束）的系统。通过添加PXI Express FlexRIO协处理器，VST可配置为与开放式FPGA进行全速率高速流盘，支持实时、在线信号处理和复杂通道建模，从而有效将其转换为RF通道仿真器，实现完整的系统级验证。

在卫星通信系统中使用的ESA技术需要在单个视场内管理多颗卫星，而经FlexRIO协处理器增强的NI VST可精确满足此需求。VST的RF通道仿真能力使其能够在这些动态卫星星座内验证整个系统，为国际空间数据系统咨询委员会(CCSDS)等协议提供所需的自适应和可重配置支持。VST-FlexRIO设置可模拟具有挑战性的环境，确保每个组件满足实际部署所需性能要求。

对于数字系统测试，NI FlexRIO模块支持自定义配置，以高保真度验证卫星有效载荷子系统。FlexRIO将FPGA与串行或并行数字I/O相结合，工程师无需定制硬件即可导入自定义数字协议并仿真数字接口。这种灵活性使卫星通信工程师能够验证数据链接和有效载荷子系统，满足精确的RF信号保真度和协议验证要求，同时满足高速数字系统测试的需求。

 总体而言，NI数据链接测试框架的模块化PXI Express平台支持用户自定义设置，从而满足特定I/O性能要求。NI数据链接测试框架的独特之处在于，它为可扩展的集成系统使用了现成的商用模块化硬件和灵活的软件工具。此外，该框架还能同时实现RF参数测试和实时硬件在环功能。与此同时，NI数据链接测试框架还提供了一个实现NI VST和NI FlexRIO设备之间全速率数据传输的一站式框架。

集成IP  

经证明，NI数据链接测试框架是IngeniArs最完美的选择。IngeniArs成功将其专有卫星通信IP嵌入到NI的框架中，利用FlexRIO进行高级信号处理，利用VST进行RF管理。这种自适架构使IngeniArs能够无缝集成和分析IP，同时为CCSDS 131.2-B-1发射器和接收器链高效部署IP核，同时无需从头开发RF系统。

集成过程主要将IngeniArs的IP嵌入到NI的FlexRIO-7903数字处理器，实现编码和调制等关键功能。处理器集成IP后会生成一个比特文件，建立与实际RF硬件的所有必要连接，以便进行全面的RF信号测试。这种能力使IngeniArs能够在保持复杂卫星通信应用的高数据速率和信号保真度的同时，专注于优化IP设计。

NI数据链接测试框架进一步增强了系统的功能，支持通过IP提供的接口（例如axi4Lite或axi4Stream）动态重配置IP参数。该框架的图形用户界面非常直观，用户可实时更改不同参数并立即监控对其传输链的影响。例如，用户可修改应用于传输的具体调制和编码(MODCOD)方案，同时监控修改对信号轮廓和星座图的影响。NI紧凑的集成硬件在验证复杂的卫星通信设计方面发挥了关键作用，使IngeniArs能够实现快速高效的部署。这种集成对于FPGA开发人员而言是一项重大优势，可促进与NI硬件的直接连接和实际射频信号测试。

关键要点

NI的端到端验证解决方案具备应对卫星通信挑战所需的可靠性和性能。通过实现无缝IP集成并无需从头开始开发RF系统，NI的自适应数据链接测试框架架构助力卫星通信应用团队在确保高数据速率和信号保真度的同时专注于优化设计，该能力对于开发高级应用至关重要。这种集成也为FPGA开发人员带来了变革性优势，可促进与NI硬件的直接连接以及可靠的实际射频信号测试。

企业可借助NI的开放式软件定义平台，快速打造本国市场早期原型产品，同时确保实际应用部署所需的稳定性。此外，对于希望在竞争中脱颖而出的企业，NI对耐用性和可靠性的承诺使我们的平台成为一种绝佳选择。凭借先进的验证工具和灵活的架构，NI的遥测和数据链接测试框架使卫星和遥测通信领导者能够在快速变化的技术环境中实现精准、敏捷和成功。