Construire un laboratoire de l’armée suisse avec une instrumentation définie par logiciel

Il y a fort à parier que quiconque lit régulièrement Hackaday a un voltmètre à portée de main, et il y a de fortes chances qu’un oscilloscope ne soit pas loin derrière. Mais au-delà de cela, les choses deviennent un peu troubles. Nous sommes sûrs que certains d’entre vous ont accès à un bon laboratoire rempli de matériel de test haut de gamme, même si ce n’est que pendant les heures de bureau, mais la plupart d’entre nous doivent se contenter de l’essentiel en raison des contraintes de coût et d’espace.

La solution idéale est une petite boîte magique qui pourrait être n’importe quel instrument dont vous avez besoin à l’époque : certains jours, c’est un oscilloscope, tandis que d’autres c’est un analyseur de spectre, ou peut-être même un enregistreur de données générique. Pour simplifier les choses, l’appareil n’aurait pas d’affichage physique ou de commandes propres, à la place, vous pouvez le brancher sur votre ordinateur et le contrôler via un logiciel. Cela rendrait non seulement l’unité plus petite et moins chère, mais permettrait également de créer des interfaces utilisateur personnalisées qui correspondent précisément à ce que l’utilisateur essaie d’accomplir.

Vœu pieux? Pas assez. Comme l’a expliqué l’hôte invité Ben Nizette lors de la Chat de piratage d’instrumentation définie par logiciel, le rêve de remplacer un rack d’équipements de test par une unité de poche bon marché est beaucoup plus proche de la réalité que vous ne le pensez. Bien que les instruments définis par logiciel puissent ne pas convenir à toutes les applications, on pourrait faire valoir que toute capacité dont l’étudiant ou l’amateur moyen est susceptible d’avoir besoin ou qu’il souhaite pourrait être satisfaite par du matériel déjà sur le marché.

Ben est chef de produit chez Liquid Instruments, la société qui produit la gamme de multi-instruments Moku. Plus précisément, il est responsable du Moku:Go, un appareil d’entrée de gamme spécialement conçu pour les marchés de l’éducation et des fabricants. L’appareil mince ne coûte pas beaucoup plus cher qu’un oscilloscope numérique de base, mais grâce à la magie de l’instrumentation définie par logiciel (SDi), il peut remplacer onze instruments, tous plus que suffisamment performants pour leurs utilisateurs cibles.

Alors, quel est le problème ? Comme vous vous en doutez, c’est la première chose que les gens du chat voulaient savoir. Selon Ben, le plus gros inconvénient est que toute votre instrumentation doit partager le même frontal analogique. Pour rester abordable, cela signifie que tout ce que l’appareil peut faire est lié par la même « limite de vitesse » fondamentale – qui sur le Moku:Go est de 30 MHz. Même sur les modèles professionnels haut de gamme de l’entreprise, la bande passante maximale est mesurée en centaines de mégahertz.

De plus, le SDI était traditionnellement limité à la vitesse de l’ordinateur auquel il était connecté. Mais le matériel Moku parvient à contourner ce piège particulier en exécutant le côté logiciel des choses sur un FPGA interne. L’inconvénient est que certaines des fonctions de l’appareil, telles que l’enregistreur de données, ne peuvent pas réellement diffuser les données en direct sur l’ordinateur connecté. Les utilisateurs devront attendre que les mesures soient terminées avant de retirer les résultats, bien que Ben affirme qu’il y a suffisamment de mémoire interne pour stocker des mois de données haute résolution.

Bien sûr, dès que cette communauté entend qu’il y a un FPGA à bord, elle veut savoir si elle peut mettre la main dessus. À cette fin, Ben dit que le Moku:Go sera pris en charge par leur service « Cloud Compile » en juin. Déjà disponible pour le Moku:Pro, l’application basée sur un navigateur vous permet de télécharger votre HDL sur les serveurs Liquid Instruments afin qu’il puisse être construit et optimisé. Cela donne aux utilisateurs expérimentés un accès complet au matériel Moku afin qu’ils puissent créer et déployer leurs propres fonctionnalités et outils personnalisés qui correspondent précisément à leurs besoins sans kit de développement séparé. Comprenant que l’obsolescence est toujours un problème avec une solution cloud, Ben dit qu’ils travaillent également avec Xilinx pour permettre aux utilisateurs de faire des builds sur leurs propres ordinateurs tout en implémentant la « sauce secrète » propriétaire qui en fait un Moku.

Il est difficile de ne pas être enthousiasmé par la promesse de l’instrumentation définie par logiciel, en particulier avec des sociétés comme Liquid Instruments et Red Pitaya qui réduisent le coût du matériel au point où les étudiants et les pirates peuvent se le permettre. Nous tenons à remercier Ben Nizette d’avoir pris le temps de discuter avec la communauté de ce sur quoi il travaille, en particulier compte tenu du décalage horaire considérable entre le Hackaday Command Center et le siège australien de Liquid. Quiconque est prêt à sauter en ligne et à discuter des FPGA et des phasemètres avant le lever du soleil est AOK dans notre livre.


Le Hack Chat est une session de chat en ligne hebdomadaire animée par des experts de premier plan de tous les coins de l’univers du piratage matériel. C’est un excellent moyen pour les pirates de se connecter de manière amusante et informelle, mais si vous ne pouvez pas le diffuser en direct, ces articles de synthèse ainsi que les transcriptions publiées sur Hackaday.io vous permettent de ne rien manquer.