MISH TECH JOURNAL（ミッシュ・テックジャーナル）は、最新の情報をいち早くお届けする技術情報誌です。

2019
SummerVol.

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12

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CONTENTSMIL-STD-810G

P.2-4

RUGGED SFF RF信号データレコーダ

P.5-8

デジタイザシステムの問題と解決

P.9-13

FPGAはシステムデバイスに変わる

P.14-17

ミリタリ向けコンピュータにおける空冷

P.18-21

新製品ピックアップ

P.22-23

MIL-STD-810G とは
Method（方法）Procedure（手順）

XMC モジュールの重要性
小型 GNSS 受信機による精密タイムスタンプ
ドライブパックによる大容量ストレージ
独自の熱管理技術
軍事規格のための設計
なぜ SWaP にこだわるのか
使いやすさの考慮事項
SFF RF 信号レコーダのアプリケーション
デジタイザセットアップの問題
標本化定理（サンプリング定理）
周波数領域（FFT）でのエイリアシング
エイリアシング（折り返し雑音）の認識
不十分な分解能
振幅レンジの選択
不適切なカップリング
不適切なターミネーション
トリガ設定
ノイズと干渉RFSoC とは
SWaP とコストの改善
ザイリンクスの Zynq UltraScale MPSoC と RFSoC
データ変換インタフェース
RFSoC によるハードウェア設計
ソフトウェアと IP 設計
オフィスコンピュータとの違いファンの風量実装されたカードからのシャーシ温度上昇
ファンとブロワー
シャーシノイズ
ファン障害検出とファン速度制御

令和改元記念特集

MIL-STD-810G
RUGGED SFF RECORDER

Pentek 社製 Model 5950
Alpha Data 社製 ADM-PCIE-9H7
Alpha Data 社製 ADM-PCIE-9H3
CP Technologies 社製 M1U2012
Pentek 社製 Model RTX 2586

MILスペックの耐環境仕様データレコーダ
企画・編集・発行/株式会社ミッシュインターナショナル〒190−0004 東京都立川市柏町4−56−1 グローバルビル
TEL：042−538−7650 FAX：042−534−1610 Email：sales@mish.co.jp

SPECIAL FEATURE

最近はスマートフォンやタブレット PCなどのモバイル端末でMIL-STD-810G準拠を謳って耐衝撃性をアピールする

MIL-STD-810G

広告を目にするようになりました。ミルスペックと言っても漠然と「耐環境仕様になっていて頑丈なもの」と思いがちですが、ここで MIL-STD-810G がどの様な規格なのか解説します。

MIL-STD-810G とはその機器がどの様な環境で使用される事を意図しているかによって、 実施する試

3．Method 502.5
Low Temperature：低温

験方法が変わります。 例えば、 航空機へ

低温テストを行い、 機器の安全性およの 搭 載 を 意 図 し て い る 場 合 は Method

び性能に対する低温条件の影響を評価し500.5 の低気圧 （高度） 試験が必要となます。

ります。 以下にその試験方法 （Method）の概要を説明します。

4．Method 503.5
Temperature Shock：温度衝撃
温度衝撃テストを行い、 機器が物理的

MIL-STD-810G とは、 米国国防総省がな損傷や性能の低下なく周囲の気温の急

Method（方法）

定めた温度 / 湿度 / 高度 / 振動 / 衝撃な

激な温度変化に耐えることができるかどう

ど過酷な環境条件の為の軍用装備品の1．Method 500.5

試験規格です。 戦闘機、 輸送機、 ヘリコ

Low Pressure(Altitude)：低気圧（高度）かを評価します。

プタ、 艦船、 潜水艦、 戦車、 車両など非常低気圧 （高度）テストを行い、 機器が低に過酷な環境での利用を要求されるため気圧環境に耐えることができ、 また急激なその試験も厳しい条件下での耐久性を求

気圧変化に耐えることができるかどうかをめられます。 但し、 この試験規格は設計や評価します。

受けるかどうかを評価します。
High Temperature：高温

表１

2

一時的、 間欠的、 または長期間にわた

2．Method 501.5
6．Method 505.5

高温テストを行い、 機器の安全性およびSolar Radiation (Sunshine)：日射量

性能に対する高温条件の影響を評価します。

直射日光の機器への加熱の影響を評

MIL-STD-810G では 29 種類の試験方
法 （Method）を定義しています。

Contamination by Fluids：流体による汚染
る汚染流体 （液体）によって機器が影響を試験レベルの仕様を定義するものでは無いという事に注意してください。

5．Method 504.1

MIL-STD-810G の Method
MethodTest

Method

Test

500.5

Low Pressure (Altitude)

510.5

Sand and Dust

501.5

High Temperature

511.5

Explosive Atmosphere

Method

Test

520.3

Temperature, Humidity,
Vibration, and Altitude
Icing / Freezing Rain

502.5

Low Temperature

512.5

Immersion

521.3

503.5

Temperature Shock513.6

Acceleration

522.1

Ballistic Shock504.1

Contamination by Fluids

514.6

Vibration

523.3

Vibro-Acoustic /Temperature

505.5

Solar Radiation (Sunshine)

515.6

Acoustic Noise

524

Freeze / Thaw

506.5

Rain

516.6

Shock

525

Time Waveform Replication

507.5

Humidity

517.1

Pyroshock526

Rail Impact

508.6

Fungus518.1

Acidic Atmosphere

527

Multi-Exciter

509.5

Salt Fog

519.6

Gunfire Shock

528

Mechanical Vibrations of
Shipboard Equipment

MISH International Co., Ltd.

MISH Tech Journal 2019 SUMMER

価、 また直射日光の化学線 （光分解） の影響を評価します。
7．Method 506.5 Rain ：雨

音響ノイズテストは、 機器の性能または振動音響 / 温度テストは、 輸送機の飛行構造を容認できないほど低下させることな中に発生する振動、 音響ノイズ、 温度の相

く、 特定の音響環境に耐えることを評価し乗効果による機器への影響を評価します。

ます。

雨、 水噴霧、 水滴のテストにより、 機器の防水効果、 材料の物理的劣化などを評価します。
8．Method 507.5 Humidity ：湿度

25．Method 524
17．Method 516.6 Shock ：衝撃

Freeze/Thaw：凍結 / 解凍

衝撃テストは、 輸送、 搬送、 運用環境に凍結 / 解凍テストは、 凍結と解凍を繰りおける衝撃による機器への影響を評価し返す環境で機器が耐えることができるか評

ます。

価します。

18．Method 517.1

26．Method 525

Pyroshock ：火工衝撃Time Waveform Replication：時間波形複製

暖かく湿気のある環境でテストを行い、機器がそれに耐えられるかを評価します。
9．Method 508.6 Fungus ：真菌

火工衝撃テストは、 火工装置の爆発に

TWR テストは、 航空機や車両で発生す真菌のテストにより、 機器が菌の影響をより起こる衝撃が機器に影響するかどうか

る繰り返し振動が機器に影響するかどうかを評価します。

を評価します。

19．Method 518.1

27．Method 526

Acidic Atmosphere ：酸性雰囲気

Rail Impact：鉄道衝突受けるか、 また菌の増殖を促進するかなどを評価します。
10．Method 509.5 Salt Fog ：塩霧
塩霧テストにより、 保護コーティングの酸性雰囲気テストを行い、 腐食性雰囲

鉄道衝突テストは、 鉄道車両の衝突時効果と、 塩分が物理的および電気的側面

気に対する材料および保護コーティングのに起きる衝撃が機器に影響するかどうかをに及ぼす影響を評価します。

耐性を評価し、 必要に応じて運用上の性評価します。

能への影響を評価します。
11．Method 510.5
Sand and Dust：砂とほこり
砂またはほこりのテストは、 隙間や接合部に入り込んだときの機器への影響を評価し、 フィルタの有効性を評価します。

28．Method 527
20．Method 519.6
Gunfire Shock：砲火衝撃

Multi-Exciter：マルチエキサイター
マルチエキサイターテストは、 複数の特砲火衝撃テストは、 一時的な高速反復

定の環境 （静止状態、 非静止状態、 衝撃

衝撃に機器が構造的および機能的に耐え状態等） の自由運動環境で器材が耐えるることができるかを評価します。

事ができるかどうかを評価します。

21．Method 520.3

29．Method 528

12．Method 511.5
Explosive Atmosphere：爆発性雰囲気
爆発性雰囲気テストは、 機器が発火をTemperature, Humidity, Vibration, and Altitude

Mechanical Vibrations of Shipboard

引き起こさず動作することを評価します。

：温度、湿度、振動、および高度

Equipment (Type I-Environmental

13．Method 512.5 Immersion ：液浸機搭載の機器の温度、 湿度、 振動、 高度：船上機器の機械的振動（タイプ I- 環境の複合による影響を評価します。

およびタイプ II- 内部励起）

温度、 湿度、 振動、 高度テストは、 航空
液浸テストは、 機器が水中への浸漬ま

船上機器の機械的振動テストは、 船舶

たは部分的な浸漬に耐えることができるかどうかを評価します。

22．Method 521.3に設置された機器の加振による影響を評

Icing/Freezing Rain：着氷 / 凍結雨

価します。

14．Method 513.6

着氷テストは、 機器が着氷により影響をAcceleration ：加速度

受けるか評価し、 除氷装置等の有効性を

加速度テストは、 運用環境でのプラット

and Type II-Internally Excited)

評価します。

フォームの加速、 減速、 操縦によって引き起こされる定常状態の慣性荷重に材料が23．Method 522.1

構造的に耐え、 機能することを評価します。

Ballistic Shock：弾道衝撃

15．Method 514.6 Vibration ：振動（液体、 固体、 気体） の運動量交換により振動テストは、 機器が運用環境での振起こる弾道衝撃が機器に与える影響を評

弾道衝撃テストは、 ２つ以上の物体間
また、各MethodにはそれぞれProcedure

動に耐え機能することを評価します。

価します。

16．Method 515.6

24．Method 523.3

でテストを行っているかも重要な要素となAcoustic Noise：音響ノイズ

Vibro-Acoustic/Temperature：振動音響/温度

ります。

が定義されており、 動作時 ・ 非動作時の試験方法が異なります。 どの Procedurehttps://www.mish.co.jp

3

MISH Tech Journal 2019 SUMMER

Procedure（手順）的な基準を達成するために、 限界温度でメンテナンス、 梱包などの作業中の機器手順を実行してください。

（材料）の突起形状や損傷の状況に注意し

ここで Procedure の概要を Method 516.6
Shock を例に説明します。

ながら、 ケースバイケースで実行する必要
d．Procedure IV - 運搬落下があります。 この手順は、 運搬ケースまた

Method 516.6 Shock には以下８項目

Procedure IVは、運搬ケース/組込ケー

は組込ケースの中で最大約 23cm （9 インの Procedure が定義されています。 そのス外またはケース内、 あるいはフィールドチ） を超える中型から大型の機器 （材料）

機器 （材料） が意図する使用環境でどの使用に準備された機器 （材料） （人、 トラッに適しています。 一般的に、小型の機器（材Procedure でテストするかを選択します。

ク、 鉄道などによって運ばれるもの） を対料） は Procedure IV の 「運搬落下」 にお象としています。 この手順は、 （１） 運搬 /いてより高いレベルでテストされます。

a. Procedure I - 機能衝撃

組込ケース外、 例えば定期的なメンテナン

b. Procedure II - 包装用材料

スでラックから取り外されるとき、 運搬ケー

c. Procedure III - 壊れやすさ

スに入れられるとき。 （2）運搬 / 組込ケー

Procedure VII は、 大型の輸送用コン

d. Procedure IV - 運搬落下ス内にあるとき。 など通常の積み降ろしでテナが水平方向の衝撃に耐える能力をテe. Procedure V - 衝突危険衝撃テスト

発生する衝撃に耐えることができるかどう

ストし、 梱包および梱包方法がコンテナに

f . Procedure VI - 作業台ハンドリング

かを判断するために使用します。 このよう衝撃を与えたときに内容物を保護する能g. Procedure VII - 振り子衝撃

な衝撃は偶発的ですが、 機器 （材料）の機

力を判断することを目的としています。 こh. Procedure VIII - カタパルト発艦 / 着艦能を損なう可能性があります。 この手順は、のテストは、 偶発的な取り扱いによる影響

輸送用コンテナ内の通常の物流環境で発をシミュレートすることを目的としており、生する衝撃は対象としていません。

最終的に偶発的な影響を受けやすいコン

a．Procedure I - 機能衝撃
Procedure I は、 機能モードで機器 （機g．Procedure VII - 振り子衝撃

テナに対してのみ使用されます。 振り子衝

械的、 電気的、 油圧、 電子的を含む）をテ

e．Procedure V - 衝突危険衝撃テスト

撃テストは、 機械的に扱われる可能性がストし、 衝撃に対する機器 （材料） の物理

Procedure V は、 衝突時に、 据え付け

ある大型または重量のある輸送用コンテ

的完全性、 継続性および機能性を評価す/ 結束 / 格納構成から外れて車両の乗員ることを目的としています。一般に、機器（材およびその近くに居る人に危険をもたらす料）は、 衝撃中に機能し、 運用中に遭遇す可能性がある航空機または地上車両に搭

h．Procedure VIII - カタパルト発艦 / 着艦る可能性のある衝撃において損傷すること載された機器 （材料）を対象としています。

Procedure VIII は、 カタパルト発艦 / 着なく機能することが要求されます。

この手順は、 シミュレートされた衝突状態

艦の対象となる固定翼航空機内またはその間の機器据え付け / 結束 / 格納構成のの上に搭載された機器 （材料）を対象としナ用に特別に定義されています。

構造的完全性を検証することを目的としてています。 カタパルト発艦の場合、機器 （材Procedure II は、 機器（材料）が輸送用います。 このテストで、 機器（材料）の全体

料） は初期衝撃とそれに続く搭載プラット

コンテナを必要とする場合に使用されます。

的な構造的完全性、 すなわち機器 （材料）

フォームの最低周波数付近の周波数成分

取り扱いの落下高さに対する最小衝撃抵の一部が衝撃を受けても外れないことをを持つある期間の低レベルの過渡振動の抗レベルを指定します。 衝撃レベルの定検証する。 この手順は、 Method 513.6

組み合わせを経験し、 カタパルト事象シー

義は設計基準としてパッケージ設計者にAcceleration、 ま た は Method 514.6

ケンスに従った最後の衝撃を受ける可能

提供されます。 この手順は、 ミサイル誘導

Vibration を適用する貨物として輸送され性があります。 着艦では、 機器 （材料） はシステム、 精密整列試験装置、 ジャイロ、る機器 （材料）を対象としていません。

最初の衝撃を受けた後、 取り付けプラット

b．Procedure II - 包装用材料

フォームの最低周波数付近に周波数成分

慣性誘導プラットフォームなど、 非常に壊れやすい機器 （材料）の試験を目的として

f．Procedure VI - 作業台ハンドリングを持つある期間の低レベルの過渡振動をいません。 耐衝撃性の定量化が必要とさ

Procedure VI は、 作業台取り扱い、 作れる非常に壊れやすい材料については、

業台メンテナンス、 梱包をする可能性のあ

Procedure III を検討してください。

る機器 （材料）を対象としています。 これは、このように MIL-STD-810G では軍用の一般的な作業台取り扱い、 作業台メンテ

装備品についての試験方法を規定しておナンス、 梱包中に発生する衝撃レベルにり、 概略はご理解いただけたと思います。

耐える機器（材料） の能力を判断するため

MIL-STD-810G は誰でも参照することが料）用に設計する、 または輸送または取扱に使用されます。 このような衝撃は、 機器

できますのでご興味ある方はダウンロード

い要件を満たすように再設計することがで（材料） 修理中に発生する可能性がありましてご確認いただければと思います。

きるように、 機器（材料）の耐久性または壊す。 この手順は、 機器 （材料）全体に対すれやすさを決定するために使用されます。

る大きな衝撃を考慮せずに容易に損傷を

c．Procedure III - 壊れやすさ
Procedure III は、梱包材をその機器（材経験する可能性があります。

参考資料 ：

この手順は、 構造的または機能的なシス受ける可能性がある突出部を有する機器

MIL-STD-810G 31 October 2008

テム劣化の可能性がある限界衝撃条件を（材料） の試験を含みます。 この試験の性DEPERTMENT OF DEFENSE TEST

決定するために使用されます。 最も現実

質は非常に特殊化されており、 取り扱い、

METHOD STANDARD

4MISH International Co., Ltd.

SPECIAL FEATURE

ここでは、PENTEK 社の SFF データレ
コーダの説明を元に、非常に広帯域な

RUGGED SFF
RF信号データレコーダ

アリング上の考慮事項と設計技術について説明します。

XMC MODULE

DAC

ンス、 ビームフォーミング、 および電子戦シ
ステムの開発において重要な機能です。

レコーダの開発に使用されたエンジニ

図１．XMC モジュールの概略ブロック

広帯域の RF 信号をリアルタイムで記録する機能は、 レーダ、 シグナルインテリジェ

フォームファクタ（SFF）堅牢型データ

ADC

ユーザが取得した信号の再生 （送信）、
またはレーダーパルスの生成のために、 一
般的に XMC モジュールに搭載された D/A

SDRAM

コンバータを使用します。 マルチチャンネ
FPGA
Signal
Processing

ル A/D お よ び D/A を 搭 載 し た XMC モ
PCIe

P15

XMC モジュールの重要性

RF 信号を取得し処理可能なスモール

ジュールは、 すべてのチャンネルに渡って広帯域 RF ダウンコンバータは、 優れたダ位相コヒーレントを提供します。 これは、 リ

イナミックレンジで、 ギガヘルツの RF 帯域

アルタイム信号レコーダに欠かせない機能

幅を中間周波数 （IF） に変換することがでです。

きます。 これらの信号には、 帯域全体をサ

XMC モジュールは、 200 MS/s （2 億サンプリングするために十分に高いサンプリ

ンプル / 秒） から 6.4 GS/s （64 億サンプ

ングレートと分解能を備えた高性能なA/D

ル / 秒）の範囲の最大サンプルレートを持コンバータが必要です。

つ A/D コンバータが利用可能です。 A/D
コンバータのサンプルレートは、 記録でき

図２．8ch ADC の位相コヒーレント
位相コヒーレント
ADC1
ADC2
ADC3

最新の FPGA テクノロジと XMC フォー

る最大 RF 信号帯域幅を決定します。 たとムファクタを組み合わせた PENTEK 社のえば、 80％のアンチエイリアシングフィルタ

A/D コンバータは、 スモールフォームファクを備えた 200 MS/s A/D コンバータは 80

タ （SFF） レコーダに適した、 小型パッケー

MHz の信号帯域幅を記録できますが、 同ジで非常に高い変換レートでアナログ信号様の形状のフィルタを備えた 6.4 GS/s A/

をサンプリングできる A/D 変換および信号D コンバータは 2.5GHz 以上の信号帯域

処理エンジンを提供します。 この XMC モ

幅を記録できます。 非常に広い帯域幅のジュールはレコーダのフロントエンドイン

信号を記録する必要があるアプリケーショ

ターフェースとして機能し、 システムを介しンもあれば、 狭帯域の信号の複数チャンネて数 GByte/sec のデータを移動するためルを記録する機能を必要とするアプリケー

Galileo、 GPS、 および Glonass システに使用されます。

ションもあるので、 SFF 信号レコーダをサムのサポートにより、 超小型全地球航法衛

ポートする XMC フォームファクタで A/D コ

星システム （GNSS） 受信機がここ数年でンバータ製品を提供することが重要です。

登場しています。 これらの小型受信機は、

ADC4
ADC5

FPGA
Signal
Processing

ADC6
ADC7
ADC8

小型GNSS受信機による精密タイムスタンプ

XMC モジュール上の A/D コンバータとナノ秒の精度で取得データのタイムスタン接続された FPGA は、 レコーダのための優プをサポートします。 レシーバは 10 MHz

れたデジタル信号処理エンジンを提供しまの基準クロックと PPS 信号をレコーダのす。 デジタルダウンコンバータ、 信号検出、

XMC モジュールに提供し、 ユーザがゲー

レーダーゲート、 およびタイムスタンプは標

トイベントまたはトリガイベントの正確なタ

準的な FPGA IP デザインで提供される一イミングを捉えることを可能にします。

般的な処理機能です。 開発された一連のFPGA IP モジュールは、 RF 信号レコーダの機能を大幅に強化します。

GNSS 受信機はまた、 システムが必要に応じて飛行経路、 車両の移動、 または

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5MISH Tech Journal 2019 SUMMER

静的な地上位置を記録するためにレコーも 重 要 な 問 題 で す。 A/D コ ン バ ー タ は

ダの緯度、 経度、 および高度を記録するこ

10W 以上の消費電力を必要とし、 FPGAとを可能にします。 GNSS 受信機は、 急速

は 殆 ど の 場 合 25W 以 上 を 消 費 し ま す。

な加速時の時間と位置の正確さを改善す

CPU の消費電力は通常 35 ～ 90W です。

るために、 広範囲の温度で動作するため

高性能 RAID コントローラは約 15 ～ 25Wのオーブン制御発振器と加速度計のためを消費します。 そしてドライブパックは数十のオプションを提供します。

W を消費します。 これらの消費電力を最小限に抑えることも重要ですが、 熱管理は
データレコーダの設計上、 最も重要な要

ドライブパックによる大容量ストレージ
ギガバイト /sec の速度でリアルタイムに「QuickPac」は写真の小型パッケージに素です。

最大 30TB の SSD を内蔵しており、 高信
頼性のコネクタで挿抜が可能です。

データをストリーミングすることは、 複数の

多くのRF信号レコーダは、航空機のポッド、 艦船、 その他屋外環境にほとんど保護

SSD の RAID アレイ上でデータをストライピ

大型ラックマウントレコーダの機能と性されずに設置されています。 あらゆる環境

ングすることによって実現可能です。 高性

能を小型 SFF レコーダに維持するという課で動作するためには、 水、 湿気、 砂、 ほこり、

能 RAID コントローラは、 超高速の書き込

題は、 データセンターによって推進される

塩霧などの環境要素からすべての電子機

み速度を提供するだけでなく、 運用中に発ソリッドステートストレージの需要の高まり器を保護することが重要です。 気密封止生する可能性があるディスク障害から保護

によって促進されています。V-NANDフラッ

されたシャーシが理想的ですが、 それは同するための冗長性も提供します。 RAID コ

シュテクノロジにより、 SSD の容量と書き時に内部に取り付けられた電子機器の熱ントローラは SSD 機能を利用してデータの込み速度は、 非常に小さなパッケージサイ問題をもたらします。

暗号化と安全な消去機能を提供します。

ズでも増え続けています。 ソリッドステート
テクノロジにおけるこれらの進歩は、 デー

データレコーダに通常備えているもう 1

タストレージアレイを小型化するための道

つの機能は、 フロントパネルのリムーバブ筋を提供し、 大型システムと同等の性能とルドライブです。 スロットに取り付けられた機能を備え、 シンプルでより小さなデザイ

最大 48 台のドライブのアレイを、 システム

ンを可能にします。

の正面から取り外しできます。 これにより、
ユーザはレコーダをラックに取り付けたま「QuickPac」に使用している高挿抜サイまで、 記録されているすべてのデータを持クルコネクタは、 ラックマウントシステムでち出すことができます。 また、 運用中のダ

一般的に利用可能な標準の SATA コネク

ウンタイムを最小限に抑えるために、 ユー

タよりもはるかに信頼性の高いリムーバブ

ザは複数セットのドライブアレイを保有し必

ルストレージメディアのメカニズムを提供し要に応じて交換することもできます。

ます。 適切に設計されたドライブパックは数十テラバイトのデータを保持することができ、 ギガバイト /sec の記録速度が可能

SSD アレイを含む小型ドライブパックは、です。 このようにドライブパックは、 レコー

個別に取り外し可能な SSD でしか利用でダを車両や航空機に取り付けたまま、 簡単

きなかったストレージ速度と容量を提供しに取り外せるように設計する必要がありまます。 ドライブパックへのストレージアレイ

す。

のパッケージングを設計することによって、ドライブ数の多いシステムを管理する作業
は、 単一のドライブパックを管理する作業

独自の熱管理技術に置き換えられ、 非常に使いやすい利点が提供されます。

データ記録媒体のパッケージサイズの小型化における問題の１つは、 ドライブパッレコーダのシャーシの壁面に伝導性のクがその最高性能で機能することを可能に

放熱経路を提供する、 カスタムデザインのする熱環境を維持することです。 温度環

ヒートシンクを利用することは熱問題を解

写 真 は Model RTX 2586 の ド ラ イ ブ

境が適切に管理されていない場合、 SSD

決する方法の一つです。 しかしシャーシのパック「QuickPac」を取り外した状態です。

メモリコントローラはアクセス速度を抑制し壁面から効果的に放熱するためには十分

上 部 中 央 の 細 長 い モ ジ ュ ー ル は OS 用

ます。 この問題は、 記録媒体だけでなく、な気流 （風量）を必要とします。

SSD ドライブです。

SFF レコーダのすべての電子機器にとって

6

MISH International Co., Ltd.

MISH Tech Journal 2019 SUMMERの自己発熱プロセスは機能しなくなります。

行しています。 電源リード線では、 18 GHz

そのため、 このファンを制御することが非までの放射範囲と 10 MHz までの伝導範常に重要です。

囲をカバーするのが一般的です。

周囲環境を監視し、 自己発熱を可能にするためにファンをオフにし、 コンポーネン
トが高温になったときにファンをオンするた
めに、 内蔵ファンコントローラを利用する必要があります。 高温と低温のバランス
は簡単に制御でき、 最終的に広い温度範
囲で動作できる記録システムを実現します。
このような温度管理対策は、 レコーダの電子機器に理想的な環境を提供するのに有この場合、 プレナムチューブを使用することで、 シャーシ全体に空気経路を作り、効ですが、 インダストリアルグレードの部品を利用することも重要です。

より効率的な冷却効果を実現できます。

反復的な実験室試験は非常に高価にプレナムチューブの壁に統合されたカスタなるため、 MIL-STD-461 準拠を満たすた

ムヒートシンクは、 電子機器のすべての軍事規格のための設計

めに適切な設計手順を実行することが重で、 最高レベルの冷却を実現します。 これMIL-STD-810 ENVIRONMENTAL

る設計技術は、 放射された電磁放射およにより、 すべてのシステム電子機器を適切ENGINEERING CONSIDERATIONS

び感受性を防止するための RF 放射フィルに冷却しながら外部環境から密閉されたAND LABORATORY TESTS は、 耐 用 年

タおよび RF ガスケットの使用を含みます。

ままにすることができます。

数を通して経験する環境条件に合わせてさらに、 内部電源用に設計された EMI パ

機器の環境設計および試験方法を定義す

ワーフィルタを使用して、 電磁放射エミッる米国の軍事規格です。 この規格はまた、ションと感受性から保護することができま

環境自体を模倣するのではなく、 機器にす。

ヒートシンクを通して空気を直接流すこと要です。 EMI を制御するために使用され対する環境の影響を再現するテストチャン
バ方式を確立しています。
MIL-STD-810 規格のできるだけ多くの基準を満たすことは、 信頼性が高く堅牢な

なぜ SWaP にこだわるのか製品を提供するために不可欠です。 定位

SWaP という用語は、 サイズ、 重量、 お

置ガスケットを備えた陽極酸化処理された

よび消費電力が小さい電子システムの要

金属は、 雨、 湿気、 真菌、 塩霧、 砂やほこ件を説明するために一般的に使用される

りにさらされないように密封され保護を可

流行語となりました。 なぜ SWaP にこだわ

能にします。 CAD ソフトウェアは、 熱設計

るのか？その多くは、 無人車用に十分に小ファンをプレナムに組み込むことでヒートと構造の完全性を支援するためのシミュ

さく洗練された電子機器と関係があります。

シンクを通る空気の流れが確実になり、 優

レーション解析ツールを提供します。 適切

もう 1 つは、 コンピュータの電源、 ディスプれた冷却ソリューションが得られます。 こに実行された設計技術でスムーズな実験

レイ、 通信、 およびセンサーを、 負担の大れは、 駐機場でアイドリングしている航空室試験プロセスの保証を助けます。

きい歩兵に配備することです。 今日、 省電力で小型軽量の電子システムに焦点を合機や、 砂漠を走っている軍用車両など、 暑い環境で動作するシステムに適しています。

MIL-STD-461 は、 RF 信 号 レ コ ー ダ 用

わせているのは、 可能な限り多くの機能をしかし、 低気圧での航空機ポッドや北極圏のもう 1 つの一般的な軍事仕様の要件で最先端の戦闘にもたらすことに関係していを飛行する無加圧 UAV など、 寒い環境はす。 MIL-STD-461 は、 国 防 総 省（DoD）

ます。

どうでしょうか。 RF 信号レコーダが非常にの活動および機関による使用のために設低い温度で動作できることも同様に重要と計または調達された電磁干渉（EMI）エミッ

なります。

ションおよび電子機器、 電気機器、 電気機

すべてのシステム電子機器を外部環境

械機器およびサブシステムの感受性特性から密閉することの利点の 1 つは、 電子機の制御に関する要件を規定しています。

器が低温環境に直接さらされている場合

RF テストラボでは電波暗室を使用して、よりも、 電子機器が自己発熱しやすいこと

放射エミッション、 放射感受性、 伝導放射、です。 プレナムチューブ内のファンがヒート

および周波数レンジに対する伝導感受性

シンクに冷たい空気を送っている場合、 こを含む一連の MIL-STD-461 テストを実https://www.mish.co.jp

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RF 信号レコーダのサイズを小型化する
ことに焦点を当てていますが、 軽量化と電SFF RF信号レコーダのアプリケーション

力削減のための設計には更なる対策が必要です。 幸いなことは、 重量と電力が直RF 信号の記録は、 レーダ、 シグナルイ

接の関係にあるということです。 それは、

ンテリジェンス、 ビームフォーミング、 また

消費電力が少ないほど、 システムによっては電子戦システムの重要な構成要素です。

消費される熱量が少なくなるからです。 伝

適切に設計されたシステムは、 小型、 軽量、導によってシステムの電子機器から熱を除

低消費電力、 そして広範囲の動作環境で去するには、 アルミニウムや銅などの導電動作可能な優れた RF 信号集録ハードウェ

性材料が必要です。 銅は熱伝導にはよりアを提供します。 ドライブパックやその他効果的ですが、 その密度はアルミニウムよの保守可能なモジュール式コンポーネント

りはるかに大きいため、 レコーダに望ましくなどの機能により、 RF 信号レコーダを狭航空機または車両には恒久的に設置すいスペースに簡単に設置および保守でき

軽量化の設計には、 システムの消費電ることができるが、 それでもユーザにアクセるため、 超広帯域の RF 信号記録をこれま

力を最小限に抑え、 システム内に設計さスしやすいシステムを設計することが重要で不可能だった場所に配置することができれた冷却チャネルへの効率的な熱経路をです。 ファン、 ドライブ、 およびレコーダ内ます。

備えたアルミニウムのような軽量材料を使の不揮発性メモリやその他、 交換が容易用する必要があります。 高速記録システなモジュール式コンポーネントにより、 シス

ムは、 莫大な処理能力を必要としないこと

テムのメンテナンスが容易になり、 機密が多く、 ハードウェア DMA コントローラがデータやその他のデータを消去することがディスクへの書き込みに使用されるので、できます。 すべての取り外し可能なコン

通常、 プロセッサはデータフローを単に「管ポーネントは、 特別なツールを必要とせず理する」ために使用されます。

に、 システムの前面パネルからアクセスでない余分な重量が加わります。

Intel の最新の Core i7 プロセッサは現きる必要があります。

在、 低クロックレートと低消費電力バージョンで提供されています。 2.4GHz のクロッソフトウェアには、 システムを制御するたクで動作する第 8 世代の Core i7 は、 最大

めの簡単でシンプルなアプリケーションプ

消費電力を 35W に制限し、 最小限 25W

ログラミングインターフェイス （API）と、ユーまでに設定することができます。

ザが記録データを即座に分析できるようにする一連の RF 信号分析ツールが含まれています。 RF 信号レコーダは通常、 外部コ

使いやすさの考慮事項

ンピュータからユニットを制御するための

SWaP 係数は SFF RF 信号レコーダの供しています。 このインタフェースは、 デー

開発における重要な設計上の考慮事項でタを記録する前、 記録中、 記録後にユーザ

超広帯域 RF 信号レコーダにより、 エン

すが、 システムがハードウェアとソフトウェ

が RF 信号を監視できるようにデータを取ジニアは広帯域レーダシステムと SIGINT

アの両方の観点から使いやすいように設得することにも使用できます。

機能に必要な大量の RF スペクトルを捉えギガビットイーサネットインタフェースを提計されていることも同様に重要です。 標準ることができます。 ギガヘルツ以上の RF的なフォームファクタでシステムを設計する

無人環境でレコーダを操作できるように帯域幅のリアルタイム記録は 19 インチラッと、 一般的で実績のある設置面積で使いするには、 レコーダをリモート制御できるこ

クマウント型システムで一般的に利用可能

慣れた取り付けメカニズムを提供することとが不可欠です。 このような環境では、 多ですが、 UAV、 航空機ポッド、 またはそので、 設置プロセスを簡素化するのに役立ち

くの場合、 ユーザが専用の制御インター他の限られたスペースに適したフォーム

ま す。 ARINC 404 は、 航 空 機 内 の Line

フェイス（API）を作成する必要があります。

ファクタにこの機能を縮小することは業界

Replaceable Unit （LRU; ライン交換可能

ユーザが箱から出してすぐにシステムを操にとって困難でした。 小型で頑丈なパッユニット）とそのラック収納システムの機械作できるようにするため、 完全に機能的なケージは、 大規模システムで提供されるの的寸法を規定した航空規格です。 ARINC

グラフィカルユーザインタフェース （GUI）をと同様のストレージ容量とデータレートを404 では、 いくつかのサイズの ATR （Air提供することも望ましいです。 この場合、提供しながら、 あらゆる環境で動作できな

Transport Racks）の寸法を規定しており、GUI もリモートで実行できます。

ければなりません。

レコーダの標準的な設置面積を選択できます。

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APPLICATION

デジタイザ（A/D ボード）を使用する場
合、正しい使用方法で使用することで期

デジタイザシステムの問題と解決待する結果を得ることができますが、間違った使用方法で使用するとそれは時間を浪費することになり、期待する結果が得られないことになります。ここでは、デジタイザを使用する場合の一般的な問題点とその解決方法を解説します。

デジタイザセットアップの問題

グ帯域幅を大幅に超えるサンプリングレー

波形が最大周波数の２倍未満でサンプリ

トの A/D コンバータを組み込んでいます。

ングされた場合、 デジタルデータは再現でデジタイザを使用して測定を行う際には、これを大容量の取得メモリと組み合わせる

きず、 オリジナルよりも低い周波数の波形

データ劣化により時間を費やす可能性のことで、 このエイリアシングを最小限に抑えをもたらします。 図３は 33MHz の正弦波ある一般的なセットアップの問題に注意すます。 しかしながら、 サンプリングレートをを 500MS/s でサンプリングした場合と、ることが重要です。 発生する可能性がある

低く設定した場合は、 エイリアシングに注

31.25MS/s でサンプリングした場合の波

セットアップ問題には、意する必要があります。

形を示しています。

１． エイリアシング （折り返し雑音）

サンプリングシステムは入力アナログ信２． 分解能が不十分

号をサンプリングし、 デジタルの数値デー

３． 振幅レンジ設定が正しくない

タを保存します。 サンプルレートが標本化

４． カップリングが適切でない

定理を満たしている場合は、 情報を失うこ

５． 終端処理が適切でないとなく信号を再現できます。 アナログ入力

６． トリガ設定が適切でない
７． 過剰ノイズとスプリアス

周波数領域（FFT）でのエイリアシング
周波数領域 （FFT）でも同じ効果が見られます。 これを図４に示します。

図３．33MHz 正弦波を 500MS/s と 31.25MS/s でサンプリングした例があります。 ここでは、 これらの各問題を調べこれらのエラーの発生を防ぐ方法について説明します。

標本化定理（サンプリング定理）
デジタイザ （A/D コンバータ）ができて以来、 入力信号のサンプリングによるエイリ
アシングは、 標本化定理 （サンプリング定

図４．エイリアシングを周波数領域で確認

理） として知られており、 原理的に発生する現象です。 デジタイザやデジタルオシロ
スコープなどのサンプリングデータ機器では、 標本化定理に基づいて入力に存在す
る最高周波数成分の２倍以上の周波数でアナログ信号をサンプリングする必要があります。 この基準が満たされていないと、
エイリアシング （折り返し雑音）が発生する可能性があります。
現在のデジタイザ設計は一般に、 アナロ

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入力信号は、 最大周波数 2.66MHz のて、 12 ビットデジタイザは 4096 レベルにケールレベルに基づく） の 12 ビットデジタ

正弦波掃引です。 サンプリングはミキシン

分解することができます。 最下位ビット

イザは 100uV より小さいレベルを分解す

グプロセスであり、 ベースバンド信号 （0 ～（lsb） は検出可能な最小間隔を表し、 12ることができません。 読み取り誤差は、 ど

2.66 MHz）はサンプリング周波数の倍数

ビットデジタイザの場合は 1/4096 です。

の分解能でも信号振幅が小さいほど大きに複製 （折り返し）されます。 そのため、 一

LSB を電圧に変換するにはデジタイザの入くなります。 但しこれは理想的なケースで番上の計測では、 15.6MS/s でサンプリン

力範囲をデジタイザの分解能で割ります。

あることに注意してください。 現実の世界グされた入力信号が右側と左側に確認で分解能は測定の精度を決定します。 デでは、 ノイズが正確さと精度を制限します。

きます。 ベースバンド信号は、 15.6MHz

ジタイザの分解能が高いほど、 測定値はよまた、 フィルタリングやアベレージングなのサンプリング周波数を中心にした上側おり正確になります。 8 ビットの ADC を備え

どの信号処理ツールはデジタイザの分解

よび下側にイメージとして複製されます。

たデジタイザは、 入力信号の垂直レンジを能を向上させることができますが、 デジタイ

中央の計測のようにサンプリングレートが256 の離散レベルに分解します。 1V の垂ザを選択する前に測定のダイナミックレン

6.2MHz に低下すると、 下側のイメージが直 レ ン ジ で は、 8 ビ ッ ト ADC の 場 合 1 ÷ジの要件を考慮してから、 適切な分解能

ベースバンド信号に近づきます。 一番下

256 = 3.91mV となり 3.91mV より小さいのデジタイザを選択することが重要です。

の計測では、 サンプリングレートがナイキ

電圧差を検出できません。 一方、 65,636

スト限界 （最大入力周波数の 2 倍、 つまりの離散レベルを持つ 16 ビット ADC の場合、

5.2 MS/s）まで引き下げられています。 こ

1 ÷ 65,536 = 15uV となり 15uV の電圧のサンプリング周波数では、 サンプリング

差を検出することができます。

振幅レンジの選択

周波数の下側イメージがベースバンド信高分解能デジタイザを使用する 1 つの高性能のデジタイザは、 複数の測定要号と干渉しエイリアシングが発生すること

理由は、 微小信号を測定することです。 最件に対応するために幅広い入力電圧レンがわかります。

小電圧レベルの計算方法に基づいて、 低ジを提供します。 使用する振幅レンジを選い電圧を測定するために低分解能の機器択する際に守るべき一般的な規則は、 入と低入力レンジを使用することができます

力信号がデジタイザのフルスケールレンジ

エイリアシング（折り返し雑音）の認識

が、 多くの信号は小さな信号成分と大きなの大部分を占めるようにすることです。 可信号成分の両方を含んでいます。 したがっ能 で あ れ ば、 利 用 可 能 な 範 囲 の 90 ～エイリアシングは通常、 元の信号よりもて、 大きな電圧成分と小さな電圧成分の95％で利用することを目指すことをお勧め

低い周波数の波形になります。 測定され両方を含む信号の場合、 高いダイナミック

します。 そうすることで、 利用可能なダイナ

た信号の周波数を知り、 それがエイリアス

レンジと小信号と大信号を同時に測定す

ミックレンジと信号対雑音比（S/N 比）が最されていないことを確認するために検証するデジタイザの機能を備えた高分解能の大になります。

るのは良い手法です。 デジタイザが入力機器が必要です。

ここで最も一般的な誤りは、 デジタイザ

信号でトリガされた場合、 エイリアス信号

異なる分解能のデジタイザを利用したのダイナミックレンジのごく一部しか使用しも不安定に見えます。 これは、 デジタイザ

場合の波形の形状を調べてみましょう。

ないことです。 たとえば、 ± 2V の入力信が入力信号でトリガされ、 エイリアスの周

図５は、 減衰した正弦波で、 12 ビット、 14号を、 ± 5V のフルスケールレンジで使用波数が低いと複数のトリガポイントが発生

ビット、 16 ビットのデジタイザ出力波形をすることです。 図６を参照してください。

して不安定になるためです。

比較したものです。

入力信号は± 2V の減衰正弦波です。

利用可能な最大サンプリングレートです

入力信号は減衰しており振幅が小さく

この信号を、 ± 2V、 ± 5V、 ± 10V のレン

べての信号を取得し、 必要に応じてサンプ

なっています。 14ビット（赤）と16ビット（青）ジで取得します。 ± 2V レンジを使用した

リングレートを下げるのが良い手順です。

のデジタイザは依然として信号を正確に表

フル信号波形は左のウインドウに表示されエイリアシングが発生した場合は、 サンプ

現するのに十分な分解能を持っていますています。 カーソルの位置 （赤と青の垂直

リングレートが低いため取得信号の周波が、 100uV の分解能 （± 200mV のフルス線） を拡大したのが右側のウインドウに表数が低下します。

図５．デジタイザの分解能比較

不十分な分解能デジタイザは、 アナログ / デジタル変換器 （ADC） を使用して、 アナログ信号をサンプリングしてデジタル値に変換します。
ADC の分解能は、 入力サンプルをデジタル化するために使用するビット数です。
n ビット ADC の場合、 生成される離散デジ
タルレベルの数は 2 の n 乗です。 したがっ10 MISH International Co., Ltd.

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示されています。 ± 2V レンジで取得され用して取得信号を拡大することをお勧めし高い入力感度を使用することができ、 そのた波形 （赤）は、 最も低いノイズレベルであます。

結果、 リップル成分の測定が向上します。

ることに注目してください。 ± 5V （黄）と±AC 結合の主な仕様は、 AC 結合周波数10 （青） のレンジで取得した波形は、 ノイ応答の低周波数カットオフ （-3dB ポイント

ズレベルが高くなります。

不適切なカップリング

以下） です。 これは、 AC 結合によって低発生する問題の 1 つは、 フロントエンドのSpectrum 社の M4i シリーズのようなデします。 これは機器に適用される DC レベ

アッテネーションに合わせて、 機器の内部ジタイザの入力カップリングは、 入力信号

ルが変化した後に入力レベルが安定する

ノイズ振幅が （アッテネータの入力に対しを AC または DC 結合する機能を提供しまのにかかる回復時間にも関係しています。

て） 増減することです。 したがって、 ノイズ

す。 DC 結合は、 DC オフセット （ゼロ以外

一般に、 カットオフ周波数が低いほどカッレベルが 58uV rms のデジタイザがあり、の平均信号）を含む信号全体を表します。

プリングコンデンサは大きくなり、 回復時

10 ： 1 の減衰器を追加すると、 入力を基

AC 結合は、 定常状態の平均値（DC）を排間は長くなります。

準としたノイズレベルは 580uV になります。

除します。 AC 結合は、 DC 電源出力のリッAC 結合に関する問題は、 一般にデジタ

ノイズレベルは、 減衰させたフルスケール

プル測定などの計測に役立ちます。 AC 結

イザの AC 結合のカットオフ周波数の近くレンジの相対比率と同じですが、 低い信号合がないと、 DC 出力に大きな信号減衰がまたはそれより低い周波数成分を有する

レベル （10V レンジで 5V 信号など）を使用必要になり、 リップルを正確に測定するこ信号を測定しようと試みることに関連しまする場合は、 ダイナミックレンジを半分だけとが難しくなります。 AC 結合では、 よりす。 図８を参照してください。

アッテネータが信号経路内にあるときに使用することで 6 dB 減少し、 S/N 比を減少することができます。

周波信号がどれだけ減衰されるかを決定

図６．異なる振幅レンジで取得した例

もう 1 つの一般的なセットアップの誤り
は、 低いレンジで信号を取得することです。
信号がフルスケール範囲を超えるとクリッ
ピングが発生します。 過大入力がデジタイ
ザの最大電圧範囲を超えると、 デジタイザが損傷する可能性があります。 過大入力
領域では情報が不足しているため、 波形のこの部分は役に立ちません。 高速フーリエ変換 （FFT） やデジタルフィルタリングな
どの一部の信号処理機能は、 過大入力

図７．クリッピングによる波形歪みの例

データに基づいて誤った結果を生成します。
デジタイザの過大入力リカバリ機能によっては、 範囲内の波形が歪むことがあります。 この機能を使用して、 大きな信号がある状態で小さな信号を確認したい場合
は、 図７に示すように低レベルの信号が歪んでいないことを慎重に確認する必要があります。
入力信号は、 50mV の正弦波を含んだ
1V の方形波です。 1V レンジでのデジタイ
ザの出力は、 基準波形 （白） として示して

図８．DC 結合と AC 結合

います。 500mV レンジの出力 （赤）は、 わ
ずかな初期遅延を示していますが、 約 70
ns ですぐに回復しています。 入力が 5 ： 1（200mV のレンジ、 青）で過大入力になると、 初期遅延は約 8ns になり、 リカバリに
70ns かかっています。 測定された波形はデジタイザの過大入力リカバリ期間中に歪み、 歪みは過大入力の程度に依存します。
デジタイザのフロントエンドを過大入力にするよりも、 より広いダイナミックレンジを持つデジタイザを使用し、 ズーム機能を使

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入力信号は、 ゼロ以外の平均値を持つ

図９．終端の違いによる歪み

２つの方形波です。 1 つは 2kHz の周波数（左 上）、 も う 1 つ は 1 MHz （右 上） で す。
どちらもデジタイザの AC 結合入力に接続します。 ここで、 デジタイザは 30kHz の低
いカットオフ周波数を持っています。 右下のウインドウに示すように、 AC 結合を使用すると、 1MHz の方形波から DC オフセッ
トが除去されます。 一方、 左下のウインド
ウに示すように、 30 kHz のカットオフ周波数より低い 2kHz の方形波は微分されます。
結合回路は高周波成分のみを通過させ、信号のエッジのみを通過します。 信号周
波数が高くなると、 AC 結合の影響は減少します。 下側カットオフ付近の周波数は「傾き」 を示します。 方形波の上部が右下に傾斜します。 そのため、 デジタイザの AC
結合のカットオフ周波数を知ることが重要です。 1 メガオーム （M Ω） の入力終端を使用するデジタイザのカットオフ周波数は2 Hz であり、 これにより良好な信号忠実度でより優れた範囲の信号周波数が得られます。
この例の信号源は、 50Ωの出力インピー

データ上の既知の位置としてマークされる

不適切なターミネーション

ダンスを持つ任意波形発生器 （AWG）です。

ことです。 トリガ機能は、 時間測定値を特デジタイザで 50Ω終端 （黄）が選択されて定の既知の時点にリンクすることです。 繰

測定器は電源を正しく終端する必要がいると、 入力には1V から 0V までのステップ

り返し信号の場合、 ある集録の測定値をあります。 ほとんどの無線周波数 （RF）測

電圧が表示されます。 これは AWG で選択

他の集録のものと比較できるようにするに定では、 一般的に 50 Ω終端が使用されされた信号振幅です。 1MΩ終端が選択さは、 トリガが安定している必要があります。

ています。 終端整合は、 反射による信号れている場合 （赤）、振幅は２倍になり （50Ω

信号波形、 レベル、 タイミングは様々で損失を最小限に抑えます。 50 Ωマッチン

ソースが終端されていてないことから予想さあるため、 デジタイザのトリガ回路は非常グの性能指数は、 リターンロスまたは電圧れるように）、 負のステップの後32nsで反射に柔軟である必要があります。 主なトリガ

定在波比 （VSWR）です。 これらの性能指が発生します。 この反射は、 測定のデジタイ

入力ソースはデュアルトリガレベルコンパ数のどちらも、 インピーダンス整合の品質

ザ側の不一致によるものです。 1MΩ終端

レータを含み、 複数のトリガモードをサポーを示しています。

を選択すると、 ２つのシグナルインテグリティ

トします。 Spectrum 社 M4i シリーズのよ信号ソースの出力インピーダンスが高い

エラーが発生します。 これは、 経験の浅いエ

うな最新のデジタイザはすべて、 シングル

場合は、 1M Ωの高インピーダンス終端とンジニアが遭遇すると、不要なトラブルシュー

およびデュアルスロープエッジトリガ、 リより適切に整合されているため、 回路負荷

ティングの原因となる可能性があります。 測

アーム（ヒステリシス）トリガ、 ウィンドウトリが最小限に抑えられます。 1MΩ終端では、定している信号を常に正しい負荷インピーダガを備えています。 マルチソーストリガに

負荷インピーダンスをさらに増加させるハンスで試して終端することをお勧めします。

は、 関連するトリガゲートジェネレータがあイインピーダンスプローブを使用することもります。 トリガモードと設定が多数あることできます。

を考えると、 適切なトリガ条件を選択する

ビデオ用の 75 Ωやオーディオ用の 600

トリガ設定

ことは困難です。 最も一般的な問題は、

ダンス整合は、 1M Ωの終端と適切な外トリガは、 信号を取得してデジタル化す

よび波形内の複数のトリガイベントを処理

部終端を組み合わせることによって実現でる機器にとって不可欠な機能です。 最もできないことです。 これらの問題は両方ときます。

一般的なトリガ方法は、 デジタイザチャネ

も、 実際にトリガ信号を見ることで対処で誤った終端を選択すると、 図 9 に示すよ

ルの 1 つに入力される信号を使用します。

きます。 Spectrum 社の SBench 6 ソフト

うに、 波形歪みが生じる可能性があります。

基本原理は、 波形上の定義されたポイント

ウェアは、 トリガレベルがトリガ波形の上にが検出され、 この 「トリガイベント」が取得重なって表示されるようにすることで、 トリΩなど、 その他標準的な終端とのインピー

12 MISH International Co., Ltd.

誤ったトリガレベルを使用していること、 おMISH Tech Journal 2019 SUMMER

ガ設定を支援します。 さらに、 図１０に示す

はヒステリシスを超えていないため、 波形

FFT （左ウインドウ） を見ると、 10 MHz のように、 トリガ設定はそれを詳細に説明すの立ち上がりが再開したときにデジタイザ

搬送波から 1 MHz の間隔でサイドバンド

るポップアップウインドウによって文書化さがトリガします。

が見られます。 これは、 発振器の出力がれています。

1MHz のソースによって変調されているこ

トリガソース波形を表示すると、 適切な
トリガレベルを選択できます。 この場合、とを示しています。 発振器に供給する 5V

ノイズと干渉の電源が右上のグリッドに表示されていまモードが使用されています。 トリガソース

高分解能デジタイザは内部ノイズを最小がバスに乗っていることがわかります。 こはノイズの多いパルス波形です。 目的は、限に抑えるように設計されており、 ダイナ

れがオシレータ出力の 1MHz 変調の原因

ノイズの影響を最小限に抑えながら、 信号

ミックレンジが大きいため、 外部ノイズや干となります。

でデジタイザをトリガすることです。 このト

渉信号が混在しないようにすることが重要

放射ノイズは、 容量結合、 誘導結合、 まリガモードには２つのトリガレベルがありまです。 干渉信号は、 信号ケーブルまたはたは RF 結合によるものです。 干渉は、 信

す。 最初の TrigLvl1 がトリガを有効にしま

放射信号により測定値に影響します。

号源から被試験回路の配線に直接放射さポジティブアームまたはヒステリシストリガ

すが、 振幅 40mV、 1MHzp-p のリップル

す。 波形が立ち上がりでこのレベルを超伝導ノイズは一般的に、 ２つ以上の回路えると、 ２番目の TrigLvl 0 がデジタイザの要素が異なるグラウンドを基準としている集録をトリガします。 これは、 図に示すチャグラウンドループによるものです。 正確な

外部ノイズや干渉はデジタイザ側の問題

ンネルトリガポップアップで説明されていま測定には適切な接地が不可欠です。 グラ

ではありませんが、 測定のセットアップがす。 リアームトリガは、 ノイズがある場合にンドループは 50/60 Hz とそれに関連する計測の不確かさの原因となる可能性があ

確実にトリガするために使用されます。 ２

高調波をシステムに誘導します。 これらはることに注意してください。 測定システム

つのトリガレベルの違いはトリガヒステリシ

フィルタすることができますが、 可能な限りでノイズとスプリアスを低減するための手スで、 これは波形上の標準的なノイズスパ

それを避けることを試みることをお勧めしま法を以下に示します。

イクよりも大きくなるように設定されています。 その他の伝導経路は、 電源バスからす。 この場合、 デジタイザはアームレベル結合されたスプリアス信号が含まれます。

とトリガレベルの間のノイズスパイクを無視

このタイプの干渉の例を図１１に示します。

します。 デジタイザのトリガは低いトリガレ

10 MHz 発振器の出力が右下のウイン

ベルで作動しますが、 ノイズスパイク振幅

ドウに表示されています。 発振器出力の

図１０．トリガ設定ポップアップウインドウ

れます。 この干渉の影響は、 結合の性質と回路構造によって異なります。

● 可能な限り低インピーダンス終端（50Ω）を使用する● 正確な測定に必要な最小帯域幅を使用する● 測定器側で低ノイズのアースに接続されたシールドケーブルを使用する● 低周波信号には、 差動入力を備えたデジタイザ及び差動ケーブルを使用する● 被試験回路からできるだけ離れた場所に放射源を配置する● 磁気シールドを使用してモーターやその他の電磁装置の放射ノイズを減らす● すべての測定器を共通の低ノイズのアースに接地する● 高品質、 低損失のケーブルを使用する● ケーブルが動いたり振動したりすることがないようにケーブルを固定して摩擦

図１１．オシレータのノイズ干渉

電気の発生を減らす● 被試験回路内のすべての電源接続を適切にフィルタリングする
ここでは、 デジタイザベースの測定シス
テムにおける一般的なエラーの原因をいく
つか紹介しました。 デジタイザ製造元のWeb サイトを参照して、 デジタイザをより効果的に利用する方法の詳細については、
アプリケーションノートを参照してください。
ここでご説明した内容が、 少しでもお客様の問題解決のヒントとなれば幸いです。

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NEW TECHNOLOGY

半導体チップの集積技術 / 積層技術の進歩により、複数のチップ（機能）を１つ

FPGAはシステムデバイスに変わるのパッケージに実装することができる
ようになりました。昨年、Xilinx 社はCPU, ADC, DAC を 内 蔵 し た Zynq
UltraScale+ RFSoC プログラマブル
ロジックデバイスをリリースしました。
ここではその概要と RFSoC デバイスを搭載した製品を紹介します。

RFSoC とはいます。 シリーズにはその他の A/D およ

場合と比較して、 SWaP を大幅に削減する

び D/A 構成もありますが、 ここでは 8ch のことができます。 図１３は、 コンポーネント

RFSoC とは RF System On Chip の略

A/D および 8ch の D/A 構成について説明のフットプリントを比較した図です。

で、 8ch A/D 及 び 8ch D/A と Arm CPU

します。

コアを内蔵した FPGA デバイスです。
図１２．RFSoC の内部ブロック

CPU
Quad-coreArm®
Dual-core
Arm®

Management

軍事用途における一般的な用語「SWaP」
SystemControlですが、 これは Size （サイズ）、 Weight （重Security量）、 Power （電力） を表し、 通信、 偵察、

8ch DACs

Multicore
ARM

2ch
A/D

2ch
A/D

2ch
A/D

2ch
A/D

2ch
D/A

2ch
D/A

2ch
D/A

2ch
D/A

UltraScale+
FPGA

レーダその他さまざまな種類の信号取得 /FPGA
8ch ADCs

SWaP とコストの改善

RFSoC
MemoryControl

図１３．従来のフットプリントと RFSoC の比較

GPIO
Storage
DSP

High-Speed
Connectivity

処理システムについて、 これらを軽減する
ための継続的な要件を指します。 システ

RFSoCムが配備される場所を考えると、 より小さく、 より軽く、 より少ない電力で使用する必要性が明らかになります。 無人航空機

Xilinx 社の Zynq UltraScale+ のシリー

（UAV）や無人水中車（UUV）のような無人比較では、 各部品はほぼ一定の縮尺でズで、 以前のシリーズ Zynq UltraScale+

機は、 任務を達成するためにしばしばステ配置されており、 PCB レイアウトは IC 部品

MPSoCをベースにしています。 MPSoCは、

ルス （隠密） を必要とします。 より小さく、の実装のために IC 間にスペースが必要とUltraScale+ プログラマブルロジックに統より軽く、 より少ない電力を使用することがなります。 RFSoC は、 ディスクリートアプ

合された最大 4 つの ARM Cortex-A53 ア

ステルス （隠密）を意味し、 これらのシステ

ローチに比べて全体サイズを 50％以上削

プ リ ケ ー シ ョ ン プ ロ セ ッ サ と 2 つ の ARM

ムがより効果的になることを可能にします。

減できます。

Cortex-R5 リアルタイムプロセッサを含む、

通信機器または方向探知機器およびそまた、 RFSoC は部品レベルで重量が減システムオンチップ （SoC） アーキテクチャ

れに関連する電源が人員によって着用さりますが、 10 個の IC の総重量と比較するです。 このソリューションは、 1 つの IC にれるマンパック（またはウーマンパック）シスとそれは明らかです。 消費電力に注目す

FPGA のハードウェアプログラマビリティとテムも、 SWaP 削減の対象となります。 実

るとそれは更なる軽量化をもたらします。

プロセッサのソフトウェアプログラマビリ

用的で携帯型のシステムを作るためには、システムの電力が 1W 増えるごとに、 金属

ティの柔軟性を提供します。

より小さく、 より軽く、 より少ない電力の使製または複合ヒートシンク、 あるいは液体用が必要とされます。

冷却や蒸気冷却などの方法により冷却ソ

RFSoC は MPSoC 基盤の上に構築され、リューションの重量が決まります。 RFSoC

プログラマブルデジタルダウンコンバータ

は、 通常のディスクリートソリューションとザイリンクスのZynq UltraScale
MPSoC と RFSoC

比較して 30％から 40％以上の電力節約

バ ー タ （DUC） を 装 備 し た 8ch の 6.4

RFSoC の高レベル統合により、 ディスク

リューションの複雑さと重量を軽減します。

GSPS 14 ビット D/A コンバータを内蔵してリート部品を使用して同じ機能を設計する

そして携帯用システムでは、 省電力で、 軽（DDC）を装備した 8ch の 4 GSPS 12 ビッ
ト A/D コンバータと、 デジタルアップコン

14 MISH International Co., Ltd.

を容易に実現でき、 それによって冷却ソ

MISH Tech Journal 2019 SUMMER

い電池により長時間動作を実現できます。

能性があり、 RFSoC の統合ソリューション

ことができます。 しかし DDR を使用しても、

RFSoC の消費電力が削減された主なですぐに節約することが可能になります。

パ ラ レ ル イ ン タ フ ェ ー ス は、 FPGA 上 の理由は、さまざまなICを個別のソリューショ

LVDS インタフェースの速度制限により、 サンで接続するために必要なインタフェース

ンプルレートが約 1.5 GHz を超えるデータが不要になったことです。 1GHz または 2

データ変換インタフェース

コンバータには問題となります。 これを克GHz 以上でサンプリングするほとんどの服するための 1 つの解決策は、 データを 2

A/D ・ D/A コ ン バ ー タ は、 コ ン バ ー タ と

これまでのところ、 RFSoC の利点は、 すつのパラレルインタフェースを介して送信

FPGA の間でデジタルデータを移動するたでに利用可能なソリューションを改善する

する1：2逆多重化インタフェース（DeMux）

めにシリアルインタフェースを使用します。

ことにありました。 ディスクリート部品ソを使用することです。 各インタフェースは

これらのインタフェースは、 コンバータ側とリューションと比較して、 サイズ、 重量、 電

サンプルレートの半分で動作します。 12

FPGA 側の両方でシリアライザとデシリア

力、 コストを削減します。 しかし、 データコ

ビット A/D コンバータの例では、 コンバー

ライザ （SerDes）回路に電力を消費します。

ンバータを FPGA に統合することによって、タが 2 GHz でサンプリングしている場合、コンバータに使用される最も一般的なシリ

RFSoC は既存の技術では利用できないソ

DeMux に続く 12 ビットパスはそれぞれ 1

アルインタフェースプロトコルは JESD204

リューションを提供します。 これを理解するGHz で動作します。 これにより、 各 12 ビッです。

ためには、 まずデータコンバータがどのよ

ト イ ン タ フ ェ ー ス は FPGA LVDS イ ン タ

コンバータを直接 FPGA に統合すること

うに FPGA に接続されているのかを理解す

フェースで許容される最大クロックレートよにより、 シリアルインタフェース、 およびる必要があります。 例として A/D を使用す

り低く保たれますが、 2 GHz のサンプル

SerDes プロセスとプロトコルがもたらする場合（これは D/A も同様です）、 パラレル

レートをサポートするのに必要なデータはデータ転送レイテンシが排除されます。

インタフェースを使用して 12 ビット A/D を供給されます （図１５）。

SWaP に関連するもう 1 つのパラメータ

FPGA に接続すると、 図１４のようになりま

はコストであり SWaP-C とも呼ばれます。

す。 各ビットは LVDS ペアで接続されます。

しかし、 この解決法も高速では問題にな

ここでも、 RFSoC がその要件に貢献していその他のペアはデータレディまたはクロック

り ま す。 こ れ と 同 じ 手 法 を 使 用 す る と、ます。 RFSoC の機能をディスクリート部品に使用されます。

4GHz A/D で は 1 ： 4 の DeMux が 必 要として実装するのに使用した同じ比較から、になります。 必要なペア数を考慮し、 ペア場合によっては、 インタフェースはデータ間の厳密な長さのマッチングを維持するたがクロックの立ち上がりエッジと立ち下がめにこれらの信号を厳密に配線する必要

ARM プロセッサ + (4 × 2ch 4GSPS A/D）

りエッジで転送されるダブルデータレートがあるため、 PCB 設計が課題となります。

+ (4 × 2ch 6.4GSPS D/A） + Kintex（DDR）テクノロジを使用して、 1 クロックサ

配線の問題に加えて、 12 ビット A/D コン

UltraScale+ FPGA

イクルで転送されるデータ量を 2 倍にする

バータは、 FPGA とのインタフェースをとる

部品コストは次の結果が得られます。

≒ RFSoC ×２

図１４．A/D コンバータと FPGA の LVDS 接続
12 data LVDS pairs

さらに、 多チャンネルの A/D ・ D/A シス
テムでは RFSoC を利用するメリットが良くわかります。 大規模多ch入出力 （MIMO）
アンテナは、 WiFi から LTE, 5G までのアプ
リケーションを対象としています。 大規模
MIMO アンテナは通常 8 × 8 構成 （8ch 受

FPGASignal
Processing

12bit A/D
Converter

信と 8ch 送信）をベースに、 その構成の倍数となります。 これは RFSoC のコンバー

1 clock LVDS pair

タに最適です。 もう 1 つの多チャンネルア
プリケーションはフェーズドアレイレーダです。 多 機 能 フ ェ ー ズ ド ア レ イ レ ー ダ ー（MPAR） は、 いくつかの国内レーダーネッ

図１５．DeMux を使用した A/D コンバータと FPGA の接続

トワークの機能を航空機および気象観測用にシステム統合したものです。 これらのアンテナアレイが６４個以上の素子で構成

12bit A/D
Converter

されることは珍しくありません。 各素子は12 pairs@ 2GHz1:2
DeMux

12 pairs@ 1GHz

1st half
Sample12 pairs@ 1GHz

2nd half
Sample

clock

clock

FPGA

受信、 送信および制御処理と組み合わされた A/D および D/A を必要とします。 こ
れらのシステムと、 軍事用監視 / ターゲッ

Sampleclock

トシステムは何百もの素子が必要となる可

https://www.mish.co.jp 15

MISH Tech Journal 2019 SUMMER

ために 4 組の 12 ペア （または 96 本の個

れらの障害が、 電力、 コスト、 複雑さ、 サ

別 I/O ピン） を必要とします。 A/D およびイズの増大を招く可能性がありますが、 いD/A コンバータやメモリなどのすべてのパ

ずれも劇的に改善するものではありません。

ラレルデバイスとのインタフェースに 400

一部のアプリケーションにとって高密度で小型の RFSoC は、 FPGA を使～ 600 の I/O ピンを使用できる大規模のJESD204 が真の障害になるのは、 リンク

用してシステムを設計する際に、 回路設計

FPGA デバイスでも、 ピンの半分を 2 つの待 ち 時 間 で す。 パ ラ レ ル バ ッ フ ァ イ ン タ

者と PCB 設計者にとっていくつかの固有4 GHz A/D コンバータの接続で使用してフェースがローカルバッファリングのためにの課題をもたらします。 16チャンネル （8ch

しまいます。

多くの場合、 数サンプルクロックサイクル

A/D と 8ch D/A） を 含 む ア ナ ロ グ イ ン タ

RFSoC によるハードウェア設計

多ピンインタフェースの代替ソリューショのデータ遅延が発生し、 それをサポートすフェース用の PCB の設計とレイアウトには、ンは、 シリアルインタフェースを使用してるのに JESD204 プロトコルと SerDes は

信号品質を維持しクロストークを低減する

データコンバータを接続することです。 こ

データが変換されてから80サンプルクロッ

ために、 細部まで細心の注意を払う必要の目的のために JESD204 が作成されましクサイクル以上の待ち時間が必要となりまがあります。 同様に、 RFSoC の GTY（ギガた。 JESD204 は、 LVDS の 代 わ り にす。 A/D コンバータの場合は FPGA に渡ビットシリアルインタフェース） は 32Gb/s

FPGA ギガビットシリアルインタフェースをす時間で、 D/A コンバータの場合は逆方以上で動作します。 これは、 これら高速の使用します。 図１６に、 パラレル LVDS を介向にこれが発生します。 データを取得して信号品質を維持するために、 PCB 設計にして接続された 1 GHz 12 ビット A/D 用にから、 処理結果をリアルタイムで要求しな

レイアウトと配線の課題をもたらします。 一

配線された PCB と、 JEDS204 を使用して

い一部のアプリケーションでは、 これは問部の動作モードでは、 RFSoC は最大 9 つ

4つの高速シリアルインタフェース （レーン）

題になりません。 サンプルを失うことなくの異なる電源電圧を必要とします。 それを介して接続された同じ 1 GHz 12 ビット

データが FPGA に到達すれば、 到達するまに加えて、 周辺回路用に 4 つまたは 5 つのA/D 用に配線された PCB を示します。 4

での時間は重要ではありません。 しかし、電源が必要で、 電源管理設計が非常に複レーンは、 信号数の削減と、 すべてのレー

高速で厳密な制御ループシステム、 一部

雑になる可能性があります。 これらの課題

ンの長さを厳密に一致させる必要性を排のレーダシステム、 およびデータの取得、は そ れ ぞ れ 個 別 の 要 求 事 項 で す が、除するクロックおよびデータリカバリ機能を処理、 転送に要する時間が非常に短い電RFSoC が最大の利益をもたらすことがで備えているため、 PCB 設計上の問題は少子戦などの多くのアプリケーションでは、 こきるアプリケーションの多くはスペースがなくなります。

の待ち時間によって JESD204 ベースのソ限られた過酷な環境にあり、 設計の課題

リューションは排除されます。

を悪化させることを考慮する必要がありま

そのため、 JESD204 は多くの高速デー

す。

タコンバータアプリケーションに適したソ
リューションですが、 完璧なソリューション

これらすべての問題は RFSoC とどう関

Pentek 社は、 RFSoC の機能をお客様

ではありません。 JESD204 IP およびギガ係があるのでしょうか。 パラレルインタに提供するために独自のアプローチを取っ

ビットシリアルインタフェースは、 4 レーンご

フェースを使用してデータコンバータを直ています。 QuartzXM Express モジュールとに約 1W の消費電力を必要とします。 ま

接 FPGA に統合することで、 ディスクリート

は、2.5インチ×4インチ（6.35×10.16cm）

た、 JESD204 は独自の IP コアであり、 使パラレルインターフェースコンバータに必の 小 型 ボ ー ド で、 Zynq UltraScale +用するには有料ライセンスが必要です。 さ

要な多ピンの外部接続を必要とせず、 1 つ

RFSoC FPGA と、 サポートおよび操作に必ら に、 JESD204 を 使 用 す る と、 FPGA IPの FPGA でより多くのコンバータチャンネ

要なすべての周辺回路および電源回路をデザインが複雑になる可能性があります。

ルをサポートすることができます。 さらに、含んでいます。

複数の IC にまたがる複数のコンバータを

JESD204 シリアルインタフェースで発生す同期させる必要があるアプリケーションでるレイテンシはありません。 これにより、は、 JESD204 には、 パラレルインタフェー

RFSoC は、 多チャンネルでローレイテンシ

スよりも複雑なクロック調整を考慮する必のアプリケーションにとって魅力的なソ要があり、 回路設計が複雑になります。 こリューションになります。

図１６．パラレルとシリアルの PCB 配線比較

QuartzXM のコンセプトはシンプルです。
必要に応じてさまざまなアプリケーションの特定のインタフェース要件を満たすためにさまざまな異なるキャリアボードで使用でき、 高密度の設計技術で設計された小型モジュールで RFSoC 機能を提供することです。 QuartzXM で RFSoC を提供することで、 Pentek 社は RFSoC 機能だけでな

16 MISH International Co., Ltd.

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く、 最も要求の厳しい回路の課題および小処理 IP を作成するためのツール、 ARM プ

処 し ま す。 こ れ ら に は、 フ ル バ ン ド 幅 4型化の課題を解決したソリューションを提ロセッサをターゲットとした統合ソフトウェ

GHz サンプルレートをサポートし、オンボー

供しています。

ア開発キット、 およびプラグアンドプレイブ

ドメモリへのデータのスナップショットまた

ロックダイアグラムベースのIPインテグレー

はデュアル 100 GigE インタフェースを介しタとの IP 統合により、 設計が複雑化するとたストリーミングオプション、 多チャンネル

いう課題にも対処します。 これらすべてのアプリケーションでのデータ削減のために

ツールの改善はソフトウェアエンジニアと最適化された x16 デシメータ、 および拡張

IP エンジニアの双方に大きく貢献しますが、100 GigE インタフェースまたはオンボード

FPGA ベースのハードウェア製品の製造業

メモリにロードされた波形から供給される者が、 ハードウェアの特定機能をサポート

D/A データを出力するための波形ジェネする IP およびソフトウェアライブラリを提供

レータエンジン。 いずれの場合も、 Pentek

するとき、 システムソリューションの作成を社 の Navigator FPGA デ ザ イ ン キ ッ ト

加速できます。

（FDK）を使用して構築された場合、 インス

Pentek 社 の Quartz フ ァ ミ リ に は、 3U

すべての Pentek ハードウェア製品には、トールされた機能は最終的なソリューショ

VPX（写真）や PCIe などのフォームファクタ

FPGA ベースの機能一式が含まれているン、 またはカスタムソリューションのベースによる標準のボード製品があり、 すぐに導ため、 FPGA IP を作成することなく、 さまとなります。

入できるターンキーソリューションを提供しざまなアプリケーションでこの製品をすぐNavigator FDK は、 ザ イ リ ン ク ス のます。 これらの製品は、 コマーシャル版おに使用できます。 A/D または D/A ベース

Vivado IP インテグレータで使用できるブ

よび耐環境のコンダクションクール版があの製品では、 データ収集および波形生成

ロックとして Pentek のすべての IP 機能のり、 ほとんどの場合は運用システムへの利エンジン、 データタグ付け、 メタデータ作成、ライブラリを提供し、 IP 設計者はブロック用が可能です。

VITA-49 パケット作成、 デジタルダウンコ

図として製品全体の FPGA デザインに即

また、 QuartzXM のモジュール設計によンバータ、 マルチチャンネルおよびマルチ

座にアクセスできます。 アプリケーションのり、 標準的なフォームファクタボードはアプ

ボード同期、 特定のアプリケーションを処理要件を満たすために、 個々の IP ブロッ

リケーションの開発用プラットフォームにな

ターゲットにした IP に加えて、 PCIe またはクを削除、 変更、 またはカスタム IP に置きり、 その後 QuartzXM モジュールをカスタ

10GigE を介してデータをオンボードで移換えることができます。設計者がVHDLソー

ムキャリアプラットフォームに移行すること動させるために最適化された DMA をサ

スコードを直接操作する必要がある場合ができます。

ポートしています。

は、 いつでもソースウィンドウからアクセス

RFSoC は、 A/D および D/A コンバータ

できます。 また、 すべての Pentek IP コアのフロントエンドにより膨大な量のデータの完全なオンラインドキュメントも利用でき

ソフトウェアと IP 設計と、 タイムクリティカルなアプリケーションにま す。 Navigator FDK は Vivado の 機 能おける最小レイテンシインタフェースというを活用しているため、 エンジニアは新しい

FPGA ファミリが新しくなる度に、 より強ソリューションをもたらします。 Pentek 社

ソフトウェアツールを習得する必要なくすぐ力な処理ソリューションへの絶え間ない進の Quartz 製品は、 追加の IP 設計を必要に FDK を使用して設計を開始でき、 カスタ

歩がありました。 それぞれの新しいファミとせずにすぐに使用できる内蔵 IP を使用しム IP を構築するための基盤を提供するこリは、 より高いロジック密度、 より高速なロて、 RFSoC をターゲットとするアプリケーとで最終的なアプリケーション開発を加速

ジックファブリック、 より多くの DSP リソース、

ションの最も一般的な要件のいくつかに対します。

より多くのオンチップメモリ、 より高速なイ
ンタフェースを、 そして現在 RFSoC、 高サ

図１７．IP Integrator を使用した Pentek 社の FPGA デザインキット

ンプルレート A/D および D/A コンバータを内蔵しています。 これらの新機能により、ますます複雑なアプリケーションを可能にしますが、 それらはまた新しい IP の複雑さとサイズの増大に対処するため、 より高性能な設計ツールへの要求を高めます。
ザイリンクスは、 Vivado®Design Suiteを使用して設計ツールの課題を解決しました。 それはデザインサイクルの全てのツー
ルを含みます。 最新バージョンでは、 配線が高速化され FPGA リソースをより効率的に使用できるようになり、 パフォーマンスが向上しています。 Vivado では、 C 言語で

https://www.mish.co.jp 17

NEW TECHNOLOGY

ミリタリ向けコンピュータ
における空冷オフィスコンピュータとの違いミリタリ向けコンピュータと言ってもコンピュータとしての機能は一般のオフィスコンピュータと同じ Intel CPUと Windows や Linux の OS を 使 用 するのが一般的になっています。ミリタ
リ用途がオフィス用途と大きく異なる
部分は使用環境です。ミリタリ用途の場合は過酷な環境で使用されることが多い為、冷却性能は非常に重要なファクタとなっています。ここではその冷却方法について説明します。

るだけ多く取り付けることです。 コストとノ転数） が低くなり通常は静かです。 そのイズが問題にならない場合、 これが最良でRPM （回転数）がノイズを生成します。

す。 一般的にサイズに関係なく、 １台のファンの価格は約 20 ドル（約 2000 円）になり以下の説明は、 ノイズが懸念されるアプます。 また、 ４インチのファンは、 ３インチ

リケーションを対象としています。 ノイズ（騒のファンよりも約 5 ドル （約 500 円）高くな音）の制限がない場合、 最大風量のファンります。 これはシステム全体のコストと比を設置することで、 内部温度上昇の抑制とべて重要ではありません。 ４台のファンの共に部品の長寿命が保証されます。 ただ

ミリタリ用コンピュータとオフィス用コン

価格は約 80 ドル （約 8000 円）ですが、 シ

し、 どのシャーシにも最大許容電力負荷がピュータとの主な違いの１つは冷却です。

ステムコストのごく一部です。 内蔵カードあり、 これは簡単に計算できます。

ミリタリ用コンピュータは通常、 電源内のが最高動作温度を超えないようにするた

ファンに加えて、 １～４個の空冷ファンを装めに、 システムの冷却性能を決定する必備しておりフロント側のエアフィルタで砂や要があります。 ただし、 ノイズ （騒音） は

埃の進入を防ぎます。 一方、 一般的なオシャーシの選択を制限する要因となること

フィス用コンピュータは、 冷却のためのファが多く、 動作温度とノイズは反比例します。

ミリタリ用シャーシの冷却ファンの選択

ンは電源内に１つだけです。 ミリタリ用コン

これは、デュアル Xeon のようにマザーボー

は非常に簡単です。 インストールされたピュータは、 砂や埃の侵入を抑えるためにドだけに 200W を必要とする高速プロセッ

ボードは熱を発生するため、 シャーシ内か

シャーシ内に正の圧力をかけていますが、サではますます顕著になっています。

ら除去する必要があります。 最大許容内部シャーシ温度は、 使用されている部品のオフィス用コンピュータは、 負の内部圧力
通常動作でノイズ制限を規定しているシ

一番低い動作温度スペックによって決まり

ステム仕様は数多く見受けます。 例えば１

ます。 シャーシ内部の温度上昇は、 インス

で動作しているため、 埃が内部に入りやす
くなります。

ファンの風量温度やノイズが問題にならない場合は、台のシャーシで大音量になることはありまトールされているボードのみに依存します。

ここで説明する内容を考慮する必要はあり

せんが、 ６台のシャーシを１つのラックに収つまり、 取り付けられているボードの温度ません。 それ以外の場合はここで説明す

納し複数のラックを室内に配置すると、 複が上昇し、 それが吸気温度に加算されて、る内容により、 ミリタリ用コンピュータが安合ノイズで聞こえなくなることがあります。

シャーシ内部の温度が決まります。 した

全 に 動 作 す る 最 高 周 囲 温 度 を 提 示 し、

大型ファンの問題は、 小型ファンよりも多くがって、 室温でシャーシ内部の温度を測定

シャーシのノイズ低減を助けます。

のノイズが発生することです。 ここで言う「大すると、 内部温度は外部温度の上昇と同適切な冷却により、 より高い電力の基型」 とは、 ファンの速度と風量を意味しまじだけ上昇します。 シャーシ内部温度が板を使用することができ、 部品がさらされす。 多くの場合、 大型のファンは単に空気

38℃で、 外気温度が 21℃である場合はる最高温度を制限することによって部品のをかき混ぜるだけで、 実際には冷却効果+17℃の内部上昇、 周囲温度が 48℃で寿命を延ばすことができます。 一般的に、が上がることはありません。 シャーシの圧ある場合、 内部温度は 65℃になります。

-10℃の温度低下は２倍の MTBF 値をも力インピーダンス曲線 （空気の移動に必要

65℃は一般的にインストールされているドたらします。

な圧力）は非線形なので、 ファンの風量をライブおよびボードの動作温度をはるかに２倍にしても空気の供給量は２倍にはなり超えていることになります。 この様に、 予ファンの選択方法には２つあります。 １つません。 物理的に大型ファンの方が、 同

めオフィスにおけるシャーシ内の温度を室

目は、 使用可能な最大風量のファンをでき量の空気が流れるためファンの RPM （回温で測定しておけば、 シャーシを現場に設18 MISH International Co., Ltd.

MISH Tech Journal 2019 SUMMER

置したときの内部温度を計算することができます。

注意すべき最後の項目は、 発熱部品のとなっています。

シャーシ内の位置です。 シャーシ内のエア

冷却流の要件についての単純で伝統的フローが比較的滑らかであると仮定すると、なルールである、 シャーシ壁からの熱損失、

但し、 この場合の注意点は、 空気密度

高温の部品を通過するときに気温が上昇

層流対乱流などの影響を無視し、 海面では高温でより低くなるので、 ファンは高温します。 したがって、 プロセッサがシャーシの比熱と密度の定数の計算は次のようにでより効率が悪くなるということです。 このの前面に配置されている場合、 その下流なります。

ように、 ファンは高い温度ではより少ないにある部品はすべて熱風に晒されます。

風量となります。 計算で予想される動作

逆に、 プロセッサがシャーシの背面にあるCFM = 3.16 x Watts / allowed temp rise deg F

温度で最大温度を示した場合は、 シャーシ場合、 ほとんどの熱はシャーシから直接排CFM = 1.76 x Watts / allowed temp rise deg C

を高温で動作させて実際の内部温度を測出されます。 したがって、 ドライブなどの定する必要があります。

敏感な部品は、 発熱部品の上流に配置す

これはファンの定格ではなく、 必要なエ

る必要があります。 その一方で、 新しい高アフローです。 いくらかの放射冷却があり、速のドライブは熱を発生させる要因となり乱流が部品から熱を除去するのにより効ます。

果的であるので、 これは控えめな数値です。

発熱に関して、 デジタル熱と抵抗熱に違いはありません。 最大容量の 300W の

たとえば、 500W の負荷、 38℃の環境電源を備えたシステムは、 300W の熱を発生させます。 さらに、 電源装置は本来電源の位置は慎重に検討する必要があ

非効率であるため、 追加の熱を発生してります。 たとえば、 シャーシの内部前面にいます。 電源は通常約 70 ～ 75％の効率

取り付けられている場合、 電源の効率がで あ る た め、 全 負 荷 時 の 300W 電 源 は悪くなると予熱された空気が他の部品に416W の 熱 を 発 生 し ま す。 比 較 と し て、吹き込まれます。 高効率電源でも 80％の1000W のヘアドライヤーの発熱量を考え効率しかありません。 したがって、 600W

たら、 電源容量が発熱に比例していること

システムの場合、 電源はさらに 120W のがわかります。

廃熱を発生します。 この熱は直接シャーシ

UL 認証の場合、 シャーシには定格出力から排出することをお勧めします。

で最大 54℃の内部温度を持つ一般的なシャーシ （16℃の温度上昇）の場合、
CFM = 1.76 x 500 watts / (54 - 38) = 55 CFM
シャーシを通過する 55 CFM の風量は、内部温度上昇を 16℃に制限します。
高温環境の場合、 負荷を 800W で計算
してみます。 同じ 54℃の最大内部温度（一般的な市販部品の場合）で、 49℃の環境と等しい負荷で各電源出力に抵抗負荷抵（通常のシャーシ仕様）で動作した場合、抗が取り付けられます。 したがって、シャー

熱コントロールに代わる良い方法は、

シ内部で 300 ワットの熱が発生します。 こデュアル 3.06MHz Xeon プロセッサを搭の説明で重要な考慮事項は、 UL およびそ載した CP Technologies 社の XPT シングの他の安全機関の評価です。 UL では、 シ

ルボードコンピュータにあります。 このボーステムを全電源定格および定格最大動作

ドにはエアトンネルが付いているので、 プ

内 部 温 度 を 54 ℃ に 制 限 す る に は、温度でテストする必要があります。 次の説

ロセッサからの熱はシャーシの背面から直シャーシ内を 282CFM にする必要があり

明から、 シャーシの内部温度が電源装置接排出されます。 このテクノロジの説明にます。 または、 風量を指定して負荷を計算の定格を超え、 シャーシが UL テストに合

つ い て は、 CP Technologies 社 ホ ワ イ ト

することもできます。

格しないことがわかります。 唯一の代替策

ペーパーを参照してください。

CFM = 1.76 x 800 watts / (54 - 49) = 282 CFM

Watts = 282 CFM x (54 - 49) / 1.76 = 801 watts

は、 限られた高い周囲温度を指定するか、または電源を低下させることです。
必要な空気の量は、 インストールされているカードの発熱、 吸気の空気温度、 許
容される最大内部温度によって異なります。
特定のファンは、 シャーシ内の流動抵抗に実装されたカードからのシャーシ温度上昇
シャーシ内の必要なエアフローの式は次のとおりです。

このインピーダンスは、 空気が前面パネル
CFM = Q /(Cp * r * DT)のスロット、 エアフィルタ、 内部構造を通過し、 後部スロットと電源装置を通過するとシステム抵抗に多大な影響を与える 1
つの項目はエアフィルタです。 アプリケー

定のファンがシャーシ内をどの程度の量の空気を移動させるかを決定することです。

よって制限されて、 シャーシ内にあまり多くの空気を通過させることができません。

フ ァ ン を 選 択 す る 際 の 難 し い 部 分 は、シャーシのフローインピーダンス、 または特

ここで、きに発生する摩擦です。 シャーシの設計を見てこの数値を経験的に推定する方法はションが比較的クリーンな環境にある場合
は、 おそらくエアフィルタは必要ありません。

CFM = Cubic Feet per Minuteありません。 システムインピーダンスは、

一方、 外部に導電性のほこりが浮遊して（毎分の立方フィート流量）

シャーシ内の実際の流れを、 その流れを発いる場合は、 その進入を避ける必要があり

Q = Heat Transferred (kW)

熱伝達率

生させるのに必要な圧力に対して測定すます。 フィルタしようとしているもの、 メン

Cp = Specific Heat of Air

空気の比熱ることによってのみ決定できます。 図 18 をテナンスの有無、 許容可能な耐性に基づ

r = Density

いてエアフィルタを選択する必要があります。

DT = Change in Temperature 温度変化

密度

ご参照ください。

https://www.mish.co.jp 19

MISH Tech Journal 2019 SUMMER

この関係が決まったら、 一方の軸を風ンがおそらく最も静かなファンとなります。

量、 もう一方の軸を圧力としてシャーシのファンのスペックは、 ファン全体の差圧

インピーダンスをプロットすることができまがゼロの場合の定格であり、 曲線は実際す。 この曲線の上にさまざまなファン曲線の流量対差圧を示しています。 ファンを通を配置して、 シャーシを通過する実際のる実際の流量は、 機械的開口部（前面およCFM のエアフローを決定できます。

び背面パネルの開口部）およびエアフィル

シャーシインピーダンスプロットは、 ファン

タ（面積、 厚さ、 効率、 汚れの負荷）によっ

ミリタリ用やインダストリアル用コン

曲線とシャーシインピーダンス曲線との交て発生する圧力降下によって異なります。

ピュータ市場で、 比較的新しく導入されて点を見つけるために使用されます。 ファン

各シャーシには、 デルタ P に対するエアフ

いるのがブロワーです。 ブロワーは空気をカーブは、 各ファンのファンメーカーの資料

ローのシステム抵抗曲線があります。 デ動かすために空気力学的揚力と遠心力のに記載されています。 CP Technologies 社

ルタ P は、 ファン全体で測定された圧力降組み合わせを使用します。 空気が中央にModel 417-MB の例では、 １つの 45CFM下です。 差圧は風量または風量 （CFM）

流れ込み、 そこでブレード （回転翼）がそれファンで、 実際には 27CFM の空気が移動の 2 乗に依存するため、 風量が 2 倍になをつかみ、 放射状に送り出します。

し ま す。 ２ つ の 45CFM フ ァ ン の 場 合 はると、 差圧は 4 倍になります。 したがって、

42CFM を移動します。

元のファンの 2 倍の自由気流でファンを取り付けても、 システムの冷却は 2 倍にはな

インピーダンス曲線の終端が上昇してりませんが、 1.4 倍になります。

いるため、 ファンを追加してもシャーシ内の流れが２倍になることはありません。 流量

この 2 乗効果を見る別の方法、 シャーシが増加すると、 シャーシ内の圧力が増加しの電力使用量を 2 倍にすること （100W をます。 １つのファンだけで動作した場合より200W に増やす）では、 温度を同じに保つ

ブロワーは30×10mm 1.66CFM 0.370

も、 各ファンの出力が多少制限されることために 4 倍の自由空気流量定格のファン

イ ン チ の 小 型 の も の か ら 159 × 40mmになります。

が必要です。

61.8CFM 1.4 インチの大型のものまで利用できます。 ここで、 120 x 38 mm のファンと 120 x 32 mm のブロワーを比較してシステムの電力負荷と最大内部温度がファンとブロワー

みましょう。

ることができます。 さまざまなファンの曲線

一般的なシャーシで使用されているファ

表２とシャーシのインピーダンス曲線との交点

ン、 通常は 「筒状 （tubeaxial）」 ファンは、が、 最大許容周囲温度を示します。

ファンから空気を移動させるためにブレー

決まったら、 上の計算に示すように、 CFMの軸に最大周囲温度とラベルを付け変え

ここでのポイントはノイズコントロールでド（回転翼） の空力揚力を使用します。「筒あることを覚えておいてください。 シャーシ状（tubeaxial）」という用語は筒（tube） のファクタを決定した後、 ファン曲線を使用し形状から来ており、 空気はファンモーターて、 冷却要件を満たすエアフローを持つの軸方向または軸に沿って移動します。

ファンを見つけることができます。 このファ
図１８

Fan

Blower(120x38mm) (120x32mm)
CFM

190

39.55

Pressure

0.7

1.299

Noise(dB)

59

56.5

RPM

4000

3100

Power(W)2415

厚みの違いを無視すると、 ファンはブロワーに比べて４倍以上も多くの空気を流せることがわかります。 その一方で、ブロワー
ははるかに高い静圧を生成します。 このことから、 用途に適したデバイスを選ぶ必要があります。 4U シャーシのように高さのスペースが十分にある場合は、 シャーシのイ
ンピーダンスが低くファンがより多くの空気を流します。 一方、 1U などの高さが制限されているシャーシの場合は、 シャーシのインピーダンスが高いため、 ブロワーを使用するのが適しています。

20 MISH International Co., Ltd.

MISH Tech Journal 2019 SUMMERに抑えることが可能となります。 下表は一にはセンサーが内蔵されているため、 外部

般 的 な 騒 音 の レ ベ ル で す。 こ の 表 か ら

温度が上昇するとファン速度が上がります。

40dB は冷蔵庫よりも静かであることがわ

監視できるリモートセンサーを内蔵した

表３

先に述べましたが、 シャーシのインピー

ファンもあります。 これにより、 実際の部品
一般的な騒音のレベル

ダンスつまり通気抵抗は、 エアフィルタと

冷蔵庫

45dB

出入り口の開口部の数、 およびそれらの

通常会話

60dB

食器洗い機

70dB

掃除機

85dB

サイズと形状によって大きくなります。 標
準的な 1U シャーシでは、 40CFM を確保するために 40mm ファンを４個搭載するス
ペースがありますが、 最大圧力はわずか

シャーシの排気口やシャーシ内部の高温な場所に搭載して、 実際の部品温度をかります。

温度を監視することができます。

ファン障害検出とファン速度制御
ミリタリ用シャーシのその他の機能は、ファン障害検出と動的速度制御です。 CPTechnologies 社は、 自社のミリタリ用お並みの騒音

40-60dB

では、 その流量はシャーシを通過して 15 ～

大きな騒音60-80dBの SysCool インテリジェントアダプティブ

20CFM に低下します。 一方、 97x33mm

非常に大きな騒音

80-100dB

フ ァ ン コ ン ト ロ ー ラ を 提 供 し て い ま す。

0.25 インチです。 シャーシインピーダンスのブロワーは 1.00 インチで 25CFM を流

よびインダストリアル用コンピュータに標準

SysCool システムは、シャーシの温度とファすので、 実際の空気流は約 20CFM とな

ン速度を監視し、 過熱アラームとファン障ります。 風量は殆ど同等ですが、 ブロワー

害アラームを提供します。

は安価で静かになります。 40mm ファンにシャーシのノイズ（騒音） は、 ファンの羽は、 このような用途のため良好な圧力を根とファンへの気流の乱れによって発生し提供するものもありますが、 非常にうるさくます。 高速のファンは、 高速ブレードと高なります。

流速のため、 低速のファンよりもかなり多くのノイズを発生します。 2 倍の風量のファ
ンは、 2 倍以上の知覚ノイズを生成します。

シャーシノイズ
それでは、 何故最大風量のファンを搭載

2 つのデバイス間の知覚ノイズ比率を得るための公式があります。

可能最大数実装しないのはなぜでしょう
か？
どのようなシステムでも動作温度限界

ファンの速度を調整すると、 さまざまな
x =ファン＃1のベル見積り（ノイズが大きい）

利点があります。 ファンの回転数を下げる

y = ファン＃ 2 のベル見積りと、 ファンの寿命が延びるだけでなく、 フィが規定されており、 また多くの仕様では設置された機器のノイズ限界が規定されています。 これら 2 つの要件は相反します。

ルタの清掃のためのサービス間隔も長く
知覚ノイズの相対雑音レベルは、 つぎのように定義されます。

シャーシが高い周囲温度で動作するには、大量の空気で空冷する必要があります。

なります。 また、 ファンの速度を遅くすることでシステムのノイズがはるかに少なくなります。

(3^x)/(3^y) = ノイズ比率

これには、 騒音の要因となる高速動作のここで説明した通り、 使用する温度環境
やノイズ （騒音） 制限の条件を考慮して適たとえば、 ファン （x） が 40dB （4.0bel）

切な空冷方法を選択する事でそのシステ

この相反する温度とノイズを考慮して、で フ ァ ン （y） が 25dB （2.5bel） の 場 合、ムを最高温度条件で安全に動作すること現実的な動作温度を決定する必要があり（3^4.0）/ （3^2.5）= 5.2 となりファン （x）

が で き ま す。 ま た、 こ こ で 紹 介 し た、 CPます。 シャーシを許容温度範囲内に保つはファン （y） の 5 倍のノイズになります。

Technologies 社のミリタリ用 ・ インダストために適切な量の空気を移動させるファン（＊ 1 ベルは 10 デシベルです。）

リアル用コンピュータは適切に空冷を考慮

大型ファンが必要です。

を見つけるために、 ファン曲線で分析するした製品となっております。

ことができます。 ファンのスペックを確認し高温動作が必要な場合、 一般的に温度て、 特定のエアフローに対して最もノイズ制御ファンを使用します。 このファンは、 通が少ないファンを見つけます。 この手法で、常のファンと同じサイズですが、 温度検出

シャーシノイズを最小限に抑えることができ装置を使用して低温時にはファン速度を下ます。 産業用シャーシが 49℃で動作するげ、 高温時にファン速度を上げます。 高温ことを想定するのは必ずしも現実的ではあではファンの速度が上がり、 冷却効果が高りませんが、 その温度でも 40dB のノイズ

まりますがノイズが増加します。 ファンの中https://www.mish.co.jp 21

新 製品
ここでは今年の新製品をピックアップして紹介します。
■ Pentek 社製 Model 5950
■ Alpha Data 社製 ADM-PCIE-9H7■ Alpha Data 社製 ADM-PCIE-9H3■ CP Technologies 社製 M1U2012■ Pentek 社製 Model RTX 2586

Pentek 社製
Model 5950

A/D コンバータ
D/A コンバータ
FPGA プロセッサ
オンボードメモリ
PCI Express
光インタフェースLVDS インタフェース
フォームファクタ
耐環境仕様

Pentek 社 の Model 5950 は Zynq

Model 5950 仕様
4.0GSPS, 12bit, 8ch
6.4GSPS, 14bit, 8ch
Xilinx Zynq UltraScale+ XCZU27DR-1
8GByte, DDR4 SDRAM
Gen. 1,2,3/x4,x8
VITA-66.4（オプション）
12 ペア GPIO（VPX P2）（オプション）
3U OpenVPX
コンダクションクール対応

UltraScale+ RFSoC を搭載した 3U VPX

RFSoC には ARM プロセッサを内蔵してい気象レーダ、 合成開口レーダ、 フェーズドタイプの FPGA ボードです。 RFSoC FPGA

ますので、 1 ボードで送受信機を構築する

アレイレーダ、 デジタルビームフォーミング

内 に 4.0GHz 12bit 8ch A/D と 6.4GHzことが可能となります。 オプションで VITA-

等の多チャンネル広帯域信号処理アプリ

14bit 8ch D/A を内蔵しています。 更に、66.4 光インタフェースをサポートします。

ケーションに最適です。

Alpha Data 社製
ADM-PCIE-9H7

FPGA
通信用インタフェース
ホストインタフェース
その他インタフェース

Alpha Data 社 の ADM-PCIE-9H7 はフォームファクタ
動作温度

Virtex UltraScale+ FPGAを搭載したデー
タセンターアプリケーション向けの FPGA ア

ADM-PCIE-9H7 仕様
Xilinx Virtex UltraScale+ XCVU37P-2
QSFP28 ×４ケージ
Ultraport SlimSAS ×２（OpenCAPI）
Firefly ×８
PCI Express Gen3 x16/Gen4 x8（CCIX サポート）
OpenCAPIJTAG (Micro USB)
GPIO（ユーザプログラマブル）
PCI Express x16（ダブルスロット）
0 ～ +55℃

クセラレータボードです。 フロント入出力

す。 また、 最大８つの Firefly インタフェー

ター、 ネットワークアクセラレータ、 ハイパ

用に QSFP28 ケージを４つ実装しており、ス （各 4x 28Gbps）、 および超低遅延通信

フォーマンスコンピューティング （HPC）、 シ

100G Ethernet、 150G Interlaken な ど

用に２つの OpenCAPI インタフェースを備

ステムモデリング、 金融取引など高速通信の高速インタフェースオプションもありまえています。 高速通信ハブ、 データセン

データ処理の用途に最適です。

Alpha Data 社製
ADM-PCIE-9H3

FPGA

Alpha Data 社 の ADM-PCIE-9H3 はVirtex UltraScale+ FPGA を 搭 載 し た

ADM-PCIE-9H3 仕様
Xilinx Virtex UltraScale+ XCVU33P-2E

通信用インタフェース

QSFP-DD ×１ケージ
Ultraport SlimSAS ×１（OpenCAPI）

ホストインタフェース

PCI Express Gen3 x16/Gen4 x8
OpenCAPI

その他インタフェース
フォームファクタ
動作温度

JTAG (Micro USB）
PCI Express x16（ロープロファイル、1/2 レングス）
0 ～ +55℃

データセンターアプリケーション向けの

どの高速インタフェースオプションもありま

ラレータ、ハイパフォーマンスコンピューティ

FPGA アクセラレータボード（ロープロファイ

す。 また、 超低遅延通信用に OpenCAPI

ング （HPC）、 システムモデリング、 金融取ル） です。 フロント入出力用に QSFP-DD

インタフェースを備えています。 高速通信

引など高速通信データ処理の用途に最適

ケージを実装しており、 100G Ethernet なハブ、 データセンター、 ネットワークアクセです。

22 MISH International Co., Ltd.

2019 年夏の新製品

CP Technologies 社製
M1U2012CP Technologies 社の M1U2012 は、

地球温暖化を考える 4

ミリタリグレードの 1U ラックマウントコン
ピュータです。 温度範囲は 0 ～ 40℃に対応し、 輸送時の振動や衝撃に耐えられるよう独自の筐体設計を行っています。 フロントベゼルには防塵フィルタが装備されていますので軍事車両への搭載にも適してい
ま す。 ま た、 独 自 の 熱 管 理 シ ス テ ム「SysCool®」により、 計算機の寿命を延ばし消費電力を削減することができ、 同時に
システム全体のノイズレベルを下げます。
航空機、 陸上車両、 艦船、 監視システム、
UAV などの用途に適しています。

「珊瑚礁が白化している」という言葉をテレビやインターネット
で聞いたことがありませんか？
沖縄やオーストラリアのグレー
トバリアリーフの珊瑚礁が白化しており、その原因の１つが温CPU
チップセット
メモリ
ドライブ
RAID オプション
光学ドライブ
OS
サイズ
質量
動作温度
保存温度

M1U2012 仕様
Intel Xeon E5-2658 又は E5-2648L
Intel C606
最大 512GB DDR3
2.5” ×３（ショックアイソレート対応）
JBOD, RAID 0, 1, 5
Slim Slot DVDRW
Windows 32/64bit, その他オプション
482.6 x 44.5 x 508 mm
8.9kg（内部構成により変わります）
0 ～ +40℃-40 ～ +70℃

暖化と言われています。珊瑚は
約 25℃～ 28℃の環境で生息していますが、海水温が 30℃以上になった場合白化が起こります。
この状態が長く続くと珊瑚は死滅 し て し ま う そ う で す。 ま た、
大気中の CO2 が増えることにより海水が酸性化することもその要因とされています。それは珊瑚礁だけではなく、海に生息する全ての生き物に影響を与えることになります。これは自然現

Pentek 社製
Model RTX 2586

Pentek 社の Model RTX 2586 は、200
MHz, 16bit, 4ch の A/D コンバータを搭載した 1/2 ATR タイプのデータレコーダです。 記録容量は最大で 30TB の SSD をサポートしています。 サイズは 195x124x
非常にコンパクトな設計となっています。
動作温度は -40 ～ +60℃をサポートしていますので過酷な環境で使用することがで事が原因であり人間が自ら地球を破壊しているという事実を認識することが重要です。私達の生活環境は高度な技術で日々進歩しており便利な世の中になるのは良い事と思いますが、本当に必要なものは何かもう一度考えてみる必要があると思います。

きます。 航空機、 艦船などへの搭載や無人機 （UAV, UGV, UUV）への搭載用途に適しています。

アナログ入力アナログ出力 (Option)
記録レート
記録容量
RAID レベル
電源
高度
サイズ
質量
動作温度
保存温度

Model RTX 2586 仕様
200MSPS, 16bit, 1-4ch, SMA
250MSPS, 16bit
最大 4GB/s
最大 30.72TB
RAID 0, 5, 6 サポート
+12 ～ +28VDC, 130W max
60,000 feet (18,288 m)
195 x 124 x 359 mm
10kg（オプションにより変わります）-40 ～ +60℃
-65 ～ +85℃

受託開発
弊社ではソフトウェア・ハードウェア
及び FPGA の受託開発も承っております。お困りの事がございましたらお気軽にご相談ください。
✉ sales@mish.co.jp

おわりにテックジャーナルでは、これからも出来る限りお客様に有効となる情報を提供していきたいと思います。今後ともどうぞよろしくお願いいたします。

https://www.mish.co.jp 23『ミッシュ・テックジャーナル』次回発行をお楽しみに！

359mm で、 重量は約 10kg となっており象ではなく、人間の活動による

RUGGEDMILITARYCOMPUTERSCP Technologies社は、1997年にアメリカ・サンディエゴに設立されたミリタリ向け及び産業用コンピュータの専業メーカです。耐環境仕様のMIL-STD-810に準拠したラックマウントコンピュータやサーバー、
LCDディスプレイのサプライヤとして20年以上米国国防総省（DoD）
や産業市場に供給しており、その堅牢性において信頼を得ています。

〒190-0004 東京都立川市柏町 4-56-1 TEL：042-538-7650 FAX：042-534-1610

株式会社ミッシュインターナショナル e-mail：sales@mish.co.jp URL：https://www.mish.co.jp