RIGOL先进计算测控解决方案 SPQ阵列测控系统

一、应用背景： 在当今信息技术革命浪潮中，先进计算技术正逐步突破经典计算范式的边界，成为推 动科技跨越式发展的核心引擎。基于新型超导材料构建的计算架构，凭借其独特的物理特性 与可扩展优势，已在复杂系统模拟、密码解析优化等关键领域展现出革命性潜力，其中测控 系统则是先进计算的核心电子学设备。

二、行业挑战： 先进计算领域仍面临多重技术壁垒：计算单元间信号串扰导致的操作精度衰减，微观环境扰动引发的系统稳定性下降，以及大规模集成时的能耗控制难题，都制约着实际应用场 景的拓展。

在技术实用化也面临多重挑战：一方面，高维计算单元的规模化扩展，受限于系 统稳定性与错误率控制，跨模块协同与纠错机制尚未成熟；另一方面，异构算力融合、算法 适配仍需突破理论与工程的双重阻碍。针对这些挑战，科研界正通过优化指标参数、引入表 面编码纠错技术，持续提升计算系统的鲁棒性与可靠性。

三、解决方案：

RIGOL推出的SPQ阵列测控系统专为先进计算而生。SPQ采用了模块化的设计理念， 根据测控需求划分了多种业务模块，分别具有精准且多样化的微波控制的功能、数据采集分 析和实时反馈的功能、提供偏置电压并叠加微波信号的功能、时钟及触发分发的功能等等。 经历多个阶段的发展，SPQ逐渐进化到以指令集为主要编译手段的先进计算专用测控系统， 解决了很多传统测控设备的无法实现的痛点问题。 SPQ阵列测控系统在国内数十个研究机构均完成了部署并实现了长期稳定运行，同时 也在不断演化发展，紧跟先进计算的最新功能和性能需求，成为了先进计算测控领域的标杆 性解决方案。

四、 产品优势： 

全数字化测控完成快速搭建 在传统的测控体系中，往往采用基带混频的方式产生控制波形，极易产生IQ失调以及 本振泄露，污染控制波形。混频模式完成一个计算单元的控制需要多个信号通道的合成也降 低了测控系统的鲁棒性，调试过程相当复杂费时，搭建完成后也极易受到线路或者多个设备 的干扰而偏离调校。

SPQ的全数字化测控系统采用了高采样率直接播放的形式替代了混频，从根本上避免 了本振泄露和IQ失调的问题，提升了测控信号的精度。一个计算单元的控制，仅需要连接一 个信号端口，节省了系统搭建的调试时间，显然为数百个计算单元的实验测控提供了更好的 解决方案。

高集成度提高实验效率

基于SPQ的全数字化测控体制，SPQ得以极大地提升了先进计算测控设备的集成度， 在19英寸16U的空间下实现了500+通道的微波测控，同时保证了所有通道间65dBc以上的隔 离度，抑制了计算单元间的串扰。 SPQ解决方案相比于传统测控设备在集成度上提升了10倍以上，具有全栈的测控能 力，接线简单，配套驱动齐全，系统稳定性强，为先进计算的大规模拓展和产品化落地提供 了可能性。 该解决方案包含了4套PQ-C16机箱和PQ-M02控制器，通过PQ-S10 Pro完成多个机 箱的同步。20个PQ-XY模块提供了160个XY线的微波控制，40个PQ-ZC提供了320路Z线和 耦合器的控制，最后4个PQ-RD提供了16路采集分析线路，整体形成了对160个计算单元的 全栈测控。

五、结论： 先进计算的突破将依托底层硬件创新与跨学科协同，SPQ先进计算解决方案的模块化 设计已展现出解决扩展性难题的潜力，灵活的配置方法为不同客户的应用场景提供了丰富的 选择，为大规模任务处理提供了可行路径。该解决方案在提升系统集成度、优化实验效率方 面具有显著的优势，同时在硬件指标上具有国际先进水平，专用的指令集软件也为科学家们 的研究解锁了更多可能性。