RIGOL先進計算測控解決方案 SPQ陣列測控系統

一、應用背景： 在當今信息技術革命浪潮中，先進計算技術正逐步突破經典計算范式的邊界，成為推 動科技跨越式發展的核心引擎。基于新型超導材料構建的計算架構，憑借其獨特的物理特性 與可擴展優勢，已在復雜系統模擬、密碼解析優化等關鍵領域展現出革命性潛力，其中測控 系統則是先進計算的核心電子學設備。

二、行業挑戰： 先進計算領域仍面臨多重技術壁壘：計算單元間信號串擾導致的操作精度衰減，微觀環境擾動引發的系統穩定性下降，以及大規模集成時的能耗控制難題，都制約著實際應用場 景的拓展。

在技術實用化也面臨多重挑戰：一方面，高維計算單元的規模化擴展，受限于系 統穩定性與錯誤率控制，跨模塊協同與糾錯機制尚未成熟；另一方面，異構算力融合、算法 適配仍需突破理論與工程的雙重阻礙。針對這些挑戰，科研界正通過優化指標參數、引入表 面編碼糾錯技術，持續提升計算系統的魯棒性與可靠性。

三、解決方案：

RIGOL推出的SPQ陣列測控系統專為先進計算而生。SPQ采用了模塊化的設計理念， 根據測控需求劃分了多種業務模塊，分別具有精準且多樣化的微波控制的功能、數據采集分 析和實時反饋的功能、提供偏置電壓并疊加微波信號的功能、時鐘及觸發分發的功能等等。 經歷多個階段的發展，SPQ逐漸進化到以指令集為主要編譯手段的先進計算專用測控系統， 解決了很多傳統測控設備的無法實現的痛點問題。 SPQ陣列測控系統在國內數十個研究機構均完成了部署并實現了長期穩定運行，同時 也在不斷演化發展，緊跟先進計算的最新功能和性能需求，成為了先進計算測控領域的標桿 性解決方案。

四、 產品優勢： 

全數字化測控完成快速搭建 在傳統的測控體系中，往往采用基帶混頻的方式產生控制波形，極易產生IQ失調以及 本振泄露，污染控制波形。混頻模式完成一個計算單元的控制需要多個信號通道的合成也降 低了測控系統的魯棒性，調試過程相當復雜費時，搭建完成后也極易受到線路或者多個設備 的干擾而偏離調校。

SPQ的全數字化測控系統采用了高采樣率直接播放的形式替代了混頻，從根本上避免 了本振泄露和IQ失調的問題，提升了測控信號的精度。一個計算單元的控制，僅需要連接一 個信號端口，節省了系統搭建的調試時間，顯然為數百個計算單元的實驗測控提供了更好的 解決方案。

高集成度提高實驗效率

基于SPQ的全數字化測控體制，SPQ得以極大地提升了先進計算測控設備的集成度， 在19英寸16U的空間下實現了500+通道的微波測控，同時保證了所有通道間65dBc以上的隔 離度，抑制了計算單元間的串擾。 SPQ解決方案相比于傳統測控設備在集成度上提升了10倍以上，具有全棧的測控能 力，接線簡單，配套驅動齊全，系統穩定性強，為先進計算的大規模拓展和產品化落地提供 了可能性。 該解決方案包含了4套PQ-C16機箱和PQ-M02控制器，通過PQ-S10 Pro完成多個機 箱的同步。20個PQ-XY模塊提供了160個XY線的微波控制，40個PQ-ZC提供了320路Z線和 耦合器的控制，最后4個PQ-RD提供了16路采集分析線路，整體形成了對160個計算單元的 全棧測控。

五、結論： 先進計算的突破將依托底層硬件創新與跨學科協同，SPQ先進計算解決方案的模塊化 設計已展現出解決擴展性難題的潛力，靈活的配置方法為不同客戶的應用場景提供了豐富的 選擇，為大規模任務處理提供了可行路徑。該解決方案在提升系統集成度、優化實驗效率方 面具有顯著的優勢，同時在硬件指標上具有國際先進水平，專用的指令集軟件也為科學家們 的研究解鎖了更多可能性。