Cyfrowe przetwarzanie sygnału dla radioastronomii
Elektroniczny układ scalony ASIC dla spektrometru cyfrowego opracowano w ramach finansowanego przez UE projektu ADSPRA (Advanced digital signal processing for radio astronomy applications). Układ scalony ASIC opracowano z wykorzystaniem technologii CMOS 65 nm odpornej na działanie promieniowania. Układ scalony ADSPRA łączy w sobie funkcje przetwornika analogowo-cyfrowego, spektroskopu cyfrowego oraz analizy widm. Cyfrowy back end układu scalonego obejmuje polifazowy zespół filtrów oraz szybką transformację Fouriera, a także nadajnik cyfrowy, który wykonuje serializację danych i przesyła je do komputera pokładowego. Strukturę testową wykorzystano jako wsparcie do wykrywania błędów miękkich. Naukowcy wykorzystali macierz FPGA, aby ocenić pracę algorytmów przetwarzających sygnał oraz ogólnie zachowanie cyfrowego back endu układu scalonego. Wysoce cyfrowy charakter wdrożenia może oznaczać mniejsze wymogi kalibracyjne i większą stabilność w porównaniu do alternatywnych metod. Przed zakończeniem ADSPRA wprowadzono również narzędzia cyfrowego projektowania do opracowania układów ASIC o mieszanym sygnale. Naukowcy w dalszym ciągu pracują nad zrewolucjonizowaniem sposobu opracowywania instrumentów do przetwarzania sygnału dla następnej generacji radioteleskopów. Wymagania obliczeniowe będą znacznie przekraczały możliwości uniwersalnych urządzeń obliczeniowych, które były tradycyjnie wybierane.
Słowa kluczowe
Przetwarzanie sygnału, radioastronomia, spektrometr cyfrowy, ASIC, ADSPRA