本案例研究由 Xilinx 编写，最初出现在他们的网站上 由赛灵思提供支持
一目了然：
Liquid Instruments 由一群在精密测量和引力波探测器仪器方面具有专业知识的实验物理学家和工程师创立。 该公司提供的技术可帮助科学家、工程师、学生和专业人士无缝获取数据、运行测量和控制他们的实验。
数字 1: Liquid Instruments 的 Moku 系列为研究人员提供了单一平台中的多种科学仪器
概要：
Liquid Instruments 正在构建一套软件定义的科学仪器，其功能集可满足三个不同的细分市场：教育、中级研究和高端研究。 其 Moku 系列产品在单一平台中提供多种分析工具，以及允许用户快速更改产品功能的软件。
使用 Zynq 平台上的可编程逻辑，用户可以将设备动态重新配置为十多种精密仪器中的任何一种，包括示波器、波形发生器、频率响应分析仪、PID 控制器、数据记录器、任意波形发生器、频谱分析仪、锁相器在放大器、相位计、激光锁盒、数字滤波器盒和 FIR 滤波器构建器中。
挑战：
科学仪器很贵。 想要在实验室中测量 13 种不同参数的研究人员需要 13 种不同的工具。 而且，随着越来越多的研究人员、工程师和学生发现自己进行远程协作，为每个人配备完成工作所需的工具的成本可能会迅速增加。
Liquid Instruments 认识到了这一挑战，并决定开发一种解决方案，使用软件定义的硬件将多种工具集成到一个工具中，从而帮助改变测试和测量的完成方式。
解决方案：
解决方案是 Moku 系列科学仪器。 利用 Xilinx 的 Zynq 平台，用户可以对该工具进行动态重新编程，以充当十多种预定义测试和测量工具中的任何一种。
Liquid Instruments 使用 Xilinx 的 Zynq 7 系列 FPGA 构建了其前两款产品 Moku:Go 和 Moku:Lab，最近将其最新产品 Moku:Pro 转移到 Zynq UltraScale+ MPSoC 平台。
Liquid Instruments 营销副总裁 Doug Phillips 表示：“我们选择 Xilinx 是因为它的性能和灵活性，以及其 Arm 架构的高度集成特性。 “这种结合使我们能够采用软件定义的仪器并在平台级别对其进行最大化，以应对不同的细分市场。”
首席软件架构师 Ben Coughlan 补充说：“Xilinx 在支持工具和社区方面更加成熟，并且拥有更大的临界质量。” “Xilinx 团队对我们非常有帮助，因为我们克服了许多困难的设计挑战，为我们的客户创建了一个出色的解决方案。”
Moku 产品面向物理学家、研究社区和本科教育。 Moku 家族的每个成员都提供一组预定义的仪器和易于使用的软件，允许用户快速更改设备的功能。
图2： Moku 直观的软件界面允许用户轻松地将设备配置为他们需要的仪器。
借助板载 Zynq UltraScale+ MPSoC，Moku:Pro 可以接收无线更新以提供改进的规格、新仪器或全新功能。 Liquid Instruments 将很快发布一项功能，让 Moku:Pro 能够同时运行多个乐器，以及热插拔乐器。 该公司还计划发布一种新的基于云的工具，允许用户直接对 FPGA 进行编程，以便他们可以实施独特的信号处理算法并创建自己的定制仪器。
Zynq UltraScale+™ 器件提供 64 位处理器可扩展性，同时将实时控制与用于图形、视频、波形和数据包处理的软硬引擎相结合。 其硬件加速功能为集成许多功能提供了绰绰有余的处理能力，包括动态功能交换 (DFx)，它允许用户立即重新配置 FPGA 以执行不同的任务。
“当我们开始设计 Moku:Lab 时，DFx 甚至不在我们的考虑范围之内，但这是一个令人高兴的巧合，它无疑成为我们决定未来转向 Zynq UltraScale+ 系列的一个因素，”Coughlan 说。
结果：
如今，Liquid Instruments 与几家提供固定功能设备的公司竞争，但 Phillips 表示，没有其他公司提供相同水平的集成或性能。
“客户正在使用我们的工具进行最先进的研究，大多数人对我们的产品能做的事情感到高兴和惊讶，”他说。 “我们可以在平台上放置多少种不同的工具没有限制。 我们只受市场和想法的限制。”
Coughlan 补充说：“我们对与 Xilinx 的合作非常满意。 我们已经将 Zynq 推向超出我们预期的范围，而且我们在系统设计方面也非常努力地推动 UltraScale+。 这两种产品都继续超出我们的预期。”
其他资源：
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