はじめに：
宇宙論的スケールの全体構造と宇宙の進化において、基本的な要素は銀河、星、ガス、塵、暗黒物質の集まりです。銀河は、多くの次元で有限数の形態（楕円銀河、渦巻銀河、不規則銀河）を示します。平均的な含有量が1,000億個の星で、総質量が太陽の1兆倍に達する銀河は、宇宙の大規模な構造を構築するための基本的な構成要素を表しています。
特に過去30年間で大きな進歩があったにもかかわらず、さまざまな側面がまだ明確な物理的理解を欠いています。近年の観測で、最近ではより深い疑問が生じています。
これらの疑問は、天体物理学者の想像力と努力を新しいフロンティアと現代の天体物理学研究に向けて押し進められています。実際、私たちは事実上すべての観測を説明できる「標準的な宇宙論モデル」を初めて持つという幸運な立場にいることに気づきました。今日、数え切れないほどの光年のスケールまで再構築された銀河の大規模な分布を超えて、宇宙マイクロ波背景放射と高赤方偏移超新星の光度のより正確な観測が含まれています。
イタリアの天体物理学研究は、過去15年間にこの分野で主導的な役割を果たし、基本的な成果を達成し、非常に有望な新しい大規模実験を推進してきました。
チャレンジ：
イタリアの主要な国立天体物理学研究所は、銀河と宇宙論、太陽と太陽のシステム、宇宙観測のための高度な計測技術などの研究活動に非常に積極的に取り組んでいます。特に、彼らは数年前にいくつかの電波望遠鏡を開発しました。その中には、処理能力において重要な役割を果たす高度な電子デジタルプラットフォームが含まれています。
アンテナによって収集され適切に調整された後、取得した信号をデジタル形式に変換して信号処理し、後の研究に便利な形式でデータを提供する必要があります。受信した放射線の性質に応じて、さまざまなバックエンドにより、時間、周波数、および最終的な偏光状態の関数として受信電力を測定できます。
宇宙観測のための新しい要求の厳しいアプリケーションは、増加する帯域幅と処理能力を必要とします。この要件は、電波望遠鏡の受信機とDSP（デジタル信号処理）システム部分を追加することで満たすことができます。
より高い帯域幅と増加した無線信号チャネル数をサポートすることで、対応するバックエンドはこれらの受信機を効率的にサポートできます。これらの受信機は、信号をより多くの同時チャネルに分割する必要があります。
ソリューション：
革新的なバックエンドは、電波天文学データの高度な取得および処理システムに基づいており、さまざまな空の位置やさまざまなスペクトル領域を表すそれぞれ2GHzの複数の帯域幅に分割された信号を供給します。
バックエンドシステムは、処理されたデータが高性能コンピューティングシステムに送信される前に、最大2GHzの帯域幅で最大64chの無線信号を同時に分析する必要があります。Abaco社の3U VPXボードを備えたVPX370開発システムは、そのスケーラビリティにより拡張のための簡単なパスを備えた64チャネル構成をサポートします。これは、それぞれ2つの32チャネルサブシステムに基づき、モジュール式で柔軟性があり、スケーラブルなシステムアーキテクチャです。各サブシステムは、SBC329（シングルボードコンピュータ）、4つのVP430（RF信号処理システム-RFSoCボード）、2つのVP881-FMC424（FPGAおよびQSFP+ボード）、およびPEX431（マルチファブリックスイッチ）を搭載した3U VXP 19インチラックマウントシステムで構成されています。
パフォーマンス：
SBC329シングルボードコンピュータ（SBC）は、高性能の第7世代Intel Coreプロセッサ、高度に統合されたグラフィックス、および最大4.0GHzのクアッドコア処理を備えたメモリコントローラーをすべて1つのデバイスに搭載しています。VP430は、シングルデバイス（Xilinx ZU27DR）で4GSPSの8ch ADC、6.4GSPSの8ch DAC、ユーザープログラム可能なFPGAファブリック、およびマルチコアZynq ARM処理サブシステムを備えたRFSoCボードです。
VP881は、Xilinx UltraScaleおよびZynq UltraScale+テクノロジを搭載した高性能FPGAプロセッシングおよびFMCキャリアボードであり、それぞれFMC424デュアルQSFP+ 40Gbpsと組み合わされています。PEX431マルチファブリックスイッチとXMCキャリアカードにより、設計者は複雑なVPXシステムを構築できます。32チャネルのサブシステムは、高度なデジタル電子プラットフォームバックエンドシステム全体の主要な構成要素です。
スケーラブルな設計は、より複雑な科学アプリケーションをさらにサポートするために、アーキテクチャの複雑さを簡単に高めるための重要な機能です。
まとめ：
顧客は、イタリアで最大（直径64 m）の電波望遠鏡の改修をすることに同意しました。これは、300MHz～116GHzの周波数範囲で動作するように設計された、汎用の完全に操縦可能な電波望遠鏡であり、さまざまな科学的研究を実行できます。高度な電子デジタルプラットフォーム、特にFPGAをベースにしたプラットフォームは、処理能力と再構成可能性の両方で重要な役割を果たします。
バックエンドシステムの改造は、そのスケーラブルな構成の本質的な性質により簡単に拡張でき、無線信号チャネルの数が2倍以上のシステムは、技術的作業により合理的に実現できます。
イタリアの主要な国立天体物理学研究所は、世界的な天文学信号処理コミュニティ（CASPER）からも任命され、Abaco社のソリューションで構築されたバックエンドシステムを対象とした天文学アプリケーション用のソフトウェアプラットフォームを設計しています。天文学コミュニティは現在、これまでに製造された中で最も大きく、最も先進的な望遠鏡のいくつかを含む、世界中のかなりの数の電波天文学機器に力を注いでいます。
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原文ドキュメント：Abaco Systems社
advanced_radio_astronomy_systems_for_universal_observations_6.pdf
Advanced Radio Astronomy Systems for Universal Observations
関連製品
VP431：5GHz A/D & 10GHz D/A 搭載 Zynq UltraScale+ RFSoC FPGAボード (VPX)
VP460：16ch A/D & 16ch D/A 搭載 Zynq UltraScale+ RFSoC FPGAボード (VPX)
Abaco Systems社について
Abaco Systems社は、30年以上前の英国Plessey Microsystems社がルーツとなる企業です。Plessey社はICS社とOctec社を買収してRadstone社となりました。2006年にRadstone社は、SBS社、VMIC社、Condor社などの組み込みコンピューティング企業を買収したGE Fanuc Embedded Systems社に買収されました。2015年にEmbedded Computing部門がVeritas Capital社に買収され、Abaco Systems社が誕生しました。更にAbaco Systems社は4DSP社を買収し、FPGAボードやAD/DA FMCモジュールのラインナップを拡充して組み込みシステムビジネスのリーダーとしてマーケットを牽引しています。Abaco Systems社の詳細については、www.abaco.comを参照してください。