一、應(yīng)用背景： 在當今信息技術(shù)革命浪潮中，先進計算技術(shù)正逐步突破經(jīng)典計算范式的邊界，成為推 動科技跨越式發(fā)展的核心引擎?；谛滦统瑢Р牧蠘?gòu)建的計算架構(gòu)，憑借其獨特的物理特性 與可擴展優(yōu)勢，已在復雜系統(tǒng)模擬、密碼解析優(yōu)化等關(guān)鍵領(lǐng)域展現(xiàn)出革命性潛力，其中測控 系統(tǒng)則是先進計算的核心電子學設(shè)備。

二、行業(yè)挑戰(zhàn)： 先進計算領(lǐng)域仍面臨多重技術(shù)壁壘：計算單元間信號串擾導致的操作精度衰減，微觀環(huán)境擾動引發(fā)的系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，以及大規(guī)模集成時的能耗控制難題，都制約著實際應(yīng)用場 景的拓展。

在技術(shù)實用化也面臨多重挑戰(zhàn)：一方面，高維計算單元的規(guī)?；瘮U展，受限于系 統(tǒng)穩(wěn)定性與錯誤率控制，跨模塊協(xié)同與糾錯機制尚未成熟；另一方面，異構(gòu)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(zhàn)，科研界正通過優(yōu)化指標參數(shù)、引入表 面編碼糾錯技術(shù)，持續(xù)提升計算系統(tǒng)的魯棒性與可靠性。

三、解決方案：

RIGOL推出的SPQ陣列測控系統(tǒng)專為先進計算而生。SPQ采用了模塊化的設(shè)計理念， 根據(jù)測控需求劃分了多種業(yè)務(wù)模塊，分別具有精準且多樣化的微波控制的功能、數(shù)據(jù)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(fā)分發(fā)的功能等等。 經(jīng)歷多個階段的發(fā)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(tǒng)， 解決了很多傳統(tǒng)測控設(shè)備的無法實現(xiàn)的痛點問題。 SPQ陣列測控系統(tǒng)在國內(nèi)數(shù)十個研究機構(gòu)均完成了部署并實現(xiàn)了長期穩(wěn)定運行，同時 也在不斷演化發(fā)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(lǐng)域的標桿 性解決方案。

四、 產(chǎn)品優(yōu)勢： 

全數(shù)字化測控完成快速搭建 在傳統(tǒng)的測控體系中，往往采用基帶混頻的方式產(chǎn)生控制波形，極易產(chǎn)生IQ失調(diào)以及 本振泄露，污染控制波形?；祛l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(tǒng)的魯棒性，調(diào)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(shè)備 的干擾而偏離調(diào)校。

SPQ的全數(shù)字化測控系統(tǒng)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(diào)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(jié)省了系統(tǒng)搭建的調(diào)試時間，顯然為數(shù)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(shù)字化測控體制，SPQ得以極大地提升了先進計算測控設(shè)備的集成度， 在19英寸16U的空間下實現(xiàn)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(tǒng)測控設(shè)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(qū)動齊全，系統(tǒng)穩(wěn)定性強，為先進計算的大規(guī)模拓展和產(chǎn)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(jié)論： 先進計算的突破將依托底層硬件創(chuàng)新與跨學科協(xié)同，SPQ先進計算解決方案的模塊化 設(shè)計已展現(xiàn)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(yīng)用場景提供了豐富的 選擇，為大規(guī)模任務(wù)處理提供了可行路徑。該解決方案在提升系統(tǒng)集成度、優(yōu)化實驗效率方 面具有顯著的優(yōu)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。