采用许多天线阵列的射电望远镜已经投入使用,更大的射电望远镜正在设计和提出中。来自天线的信号通过互相关来组合。而望远镜大部分组件的成本与天线的数量成正比,而互相关的成本和功耗则与N成正比2随着射电望远镜越来越大,需要提供比现有设计更小、耗电更少的数字信号处理电子设备。

这项工作的目标是开发一种定制的集成电路(IC),它使用一种高效的架构来执行最耗电的过程之一——相关性。该集成电路以高效的方式对任意多个天线进行数字互关。它使用了本质上的低功耗架构,使设备之间的数据移动最小化。在一个大的系统中,每个集成电路对所有的天线进行关联,但只对望远镜带宽的一部分进行关联。在这个设计中,相关是在4096个复杂乘积(CMAC)单元的阵列中执行的。这足以并行地执行64个信号的所有相关。当N较大时,输入数据被缓冲在片上内存中,并且cmac被重复使用,以满足计算所有相关性所需的次数。

为了准确估计集成电路的尺寸和功耗,对设计进行了综合和模拟。在撰写本文时,物理设计(布局)和原型制作还有待完成。集成电路设计提供了一种高效的方法来计算许多信号之间的所有相互关系。与现有大型相关器相比,功率效率提高了2个数量级以上,比基于下一代现场可编程门阵列(fpga)的相关器提高了约20倍。集成电路是灵活的,因为它可以用来为几乎任何数量的天线构建相关器,尽管当N是64的倍数时它的效率是最好的。

这项工作是由加州理工学院的Douglas Wang和Larry R. D 'Addario为NASA喷气推进实验室完成的。美国宇航局正在寻找合作伙伴,通过联合研究和开发进一步开发这项技术。有关这项技术的更多信息和探索机会,请联系Daniel的Dan Broderick。此电子邮件地址正受到垃圾邮件程序的保护。您需要启用JavaScript才能查看它。.非营利组织- 50004


美国宇航局yabovip16.com科技简报杂志

本文首先出现在2016年6月份的问题美国宇航局yabovip16.com技术简报杂志。

阅读更多本期文章这里

阅读档案中的更多文章这里