DAQnx собирает осциллограф, SDR и FPGA в одно шасси с триггером

Самая неприятная часть самодельного измерительного стенда часто прячется между приборами: кто запускает захват, откуда приходит опорная частота, сколько времени сигнал идёт по кабелю и что успеет записать компьютер. DAQnx строится вокруг попытки убрать этот слой импровизации в шасси. В нём есть слот контроллера и три слота для прикладных карт; backplane разводит питание, USB и программируемые MLVDS-линии для такта, триггеров, синхронизации и детерминированного межмодульного обмена.

Смысл конструкции раскрывает быстрый модуль захвата. Восьмибитный ADC08100 выдаёт параллельный поток, который RP2040 принимает своими PIO state machines и отправляет в память через DMA. Автор сообщает о burst-захвате примерно на 60 MS/s, длиной в десятки тысяч отсчётов, без замеченных пропусков. Это красивый ход: микроконтроллер, обычно занятый интерфейсами и обвязкой, здесь работает приёмником параллельной шины АЦП. Сам ADC08100 рассчитан на 100 MSPS и имеет паспортную аналоговую полосу 200 MHz, так что выбранная скорость лежит в его рабочем диапазоне.

Но именно плата, а не микросхема, задаёт характер измерителя. Автор оценивает полосу своего текущего аналогового фронтенда примерно в 5 MHz. Опубликованы упоминания тестов SNR, SFDR и SINAD, однако графиков, уровней входного сигнала, источника такта и численных результатов пока нет. Поэтому DAQnx нельзя описывать как готовый осциллограф с известным ENOB: показан работающий тракт захвата и архитектура шасси, а его аналоговую метрологию ещё предстоит предъявить.

Вокруг него уже собран набор карт, из которого складывается лабораторный автомат: 16-битный ADC, carrier для RTL-SDR, модуль на iCE40UP5K, RP2040 I/O, десятипортовый mixed-signal I/O и генератор на LMX2582 с заявленным диапазоном до 3 GHz. С контроллером на CM5 и Linux такая связка может сама подать стимул, дождаться триггера, снять отклик и сохранить данные. Автор предполагает SCPI-управление, Python-сценарии и выгрузку JSON, HDF5 или CSV; пока это направление развития, а не опубликованная законченная система.

У backplane есть принципиальная оговорка. Контроллер в текущей версии выступает USB host, а прикладные модули подключаются как USB devices. MLVDS здесь несёт синхронизацию и служебный детерминированный обмен, однако не заменяет высокоскоростную фабрику для непрерывных потоков АЦП. Serial fabric, PCIe-class соединения, JESD204B и более быстрые преобразователи автор оставляет в roadmap. Заявление о «захвате без потерь» относится к коротким burst-измерениям и ничего не говорит о многочасовой записи, пропускной способности USB или записи на накопитель.

Проект опубликован как Work in progress, а страница Crowd Supply пока имеет статус Coming Soon. DAQnx называет платформу open и scriptable, но публичной лицензии на аппаратную часть, прошивки и ПО в доступных материалах не видно; приложенная схема backplane сама по себе не делает систему open-source. И всё же прототип интересен уже сегодня: он проектирует синхронизацию как ресурс шасси, а не как набор случайных BNC-кабелей между отдельными коробками.

Источники
Hackster.io, страница проекта DAQnx: https://www.hackster.io/daqnx/daqnx-98516d
Texas Instruments, ADC08100: https://www.ti.com/product/ADC08100
Raspberry Pi, документация RP2040: https://datasheets.raspberrypi.com/rp2040/rp2040-datasheet.pdf
Texas Instruments, LMX2582: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lmx2582.pdf
Crowd Supply, DAQnx AB: https://www.crowdsupply.com/daqnx