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Elaborazione dei segnali digitali per radioastronomia

Il potere senza precedenti dell’hardware computazionale ha permesso la digitalizzazione dell’elaborazione dei segnali, tradizionalmente eseguita da componenti analogici. In radioastronomia, un chiaro esempio di tale processo è dato dallo lo sviluppo di uno spettrometro digitale con chip singolo.
Elaborazione dei segnali digitali per radioastronomia
Il circuito integrato con applicazioni specifiche (ASIC, application-specific integrated circuit) per lo spettrometro digitale è stato sviluppato nell’ambito del progetto ADSPRA (Advanced digital signal processing for radio astronomy applications), finanziato dall’UE. Il circuito integrato ASIC è stato prodotto utilizzando una tecnologia di 65 nm con semiconduttori complementari a giunzione metallo-ossido, tolleranti alle radiazioni.

Il chip del progetto ADSPRA integra un convertitore analogico-digitale, spettroscopia digitale e funzioni di analisi spettrale. In particolare, il back-end digitale del chip combina un banco di filtri polifase e una trasformata di Fourier veloce, insieme a un trasmettitore digitale in grado di serializzare i dati e trasmetterli a un computer di bordo. Una struttura di collaudo è stata utilizzata per supportare l’individuazione di errori intermittenti.

I ricercatori hanno utilizzato una rete di porte programmabili al fine di valutare le prestazioni relative agli algoritmi di elaborazione dei segnali e, in genere, il comportamento del back-end del chip digitale. La natura in gran parte digitale delle promesse di implementazione ha ridotto i requisiti di calibrazione e ha offerto maggiore stabilità rispetto agli approcci alternativi.

Prima della fine del progetto ADSPRA, gli strumenti di progettazione digitale sono stati messi in opera per lo sviluppo di ASIC a segnale misto. I ricercatori stanno ancora lavorando ai fini di un rivoluzionario sviluppo di strumentazione con elaborazione dei segnali, per la futura generazione di radiotelescopi. I requisiti di calcolo andranno ben oltre le capacità dei dispositivi di elaborazione con applicazione generica, i quali tradizionalmente rappresentano la soluzione più comoda.

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Keywords

Elaborazione dei segnali, radioastronomia, spettrometro digitale, ASIC, ADSPRA