开放式FPGA增加测试灵活性

功率放大器的输出功率调整步骤类似于传统方法步骤，不同的是调整循环是在开放式FPGA内部运行。在FPGA内运行循环可大大降低每次调整所需的时间。

与在主机上运行控制循环相比，通过使用开放式FPGA，并在FPGA上执行控制循环，调整待测设备输出功率所需的时间将大大缩短。对于本例中的DUT，功率调整只需大约5毫秒，而采用传统方法则需要150毫秒。请注意，基于硬件的方法比传统方法多一个步骤。但是，调整所需的总体时间却少得多。与图4相比，在图6中，前面几个步骤执行的速度非常快(缩短了平均时间)，之后随着调整循环的收敛，点之间的间距不断增大。

图6. 与传统方法相比，基于硬件的调整可使功率电平上升的时间大大缩短。

信号处理

用户可编程FPGA最典型的应用之一是减少仪器上必须发送回主机进行处理的数据量，从而将通信总线释放出来进行其他数据传输，同时降低了CPU的负荷。常见的方法包括对采集的数据集进行复杂触发、滤波、峰值检测或者执行FFT（快速傅立叶变换）。

例如，在图7所示的应用中，有四个待测设备需要并行进行测试。ADC（模拟数字转换器）将采样数据传送至FPGA，但当收到一个自定义触发才会开始采集数据。在采集数据时，FPGA会对测量结果进行实时平均，然后将计算结果序列化到记录中。接着，对记录的数据进行FFT，然后开始测量SFDR（无杂散动态范围）、SNR（信噪比）和SINAD（信噪失真比）。这些结果仅仅是来自ADC的输入信号的一小部分数据，通过DMA FIFO（直接内存存取，先入先出）机制传输至主机。

图7. 开放式FPGA可让您采集数据、对信号取平均值以去噪、将并行数据转化为串行数据，并应用数学运算、FFT和滤波。

FFT作为DSP中的一个基本函数，FFT可用于许多测试应用。FPGA具有这个功能有助于测试频域触发、数据压缩、基于频率的闭环控制和图像处理等应用。图8显示了该示例如何使用LabVIEW FPGA实现FFT。

图8. 代码显示了开放式FPGA上执行FFT的位置。

虽然本文提到的仅仅是FPGA几个令人激动的数字信号处理功能，但是FPGA上还具有许多其他功能可用于测试应用中。许多开放式FPGA均具有这种处理功能，图9显示的是NI硬件通过LabVIEW FPGA可实现的一些处理类型。

图9. FPGA上具有的数字信号处理功能包括数学运算、滤波、三角函数和视频处理。

随着开放式FPGA在整个测试测量行业的日益普及，具有固定功能的仪器将会逐步被淘汰。相反，仪器的功能将越来越多地由软件来定义，这类似于“应用程序”为移动设备行业带来的变革。测试应用程序将不再受限于测试厂商可以开发何种软件功能，而是受限于硬件和使用该仪器的工程师的想象力。