Onlangs het twee heeltemal verskillende wêrelde in ons laboratorium bymekaargekom: die wêreld van goedkoop radio-ontvangers en die wêreld van duur breëband-radiosein-opnamestelsels.
Eerstens het ons goeie vriende ons genader om sagteware te maak vir die opname van 'n sein met 'n 500 MHz-band. Ons kon natuurlik nie weier nie. Dit was immers nodig om dit te doen op 'n bord van die "Instrumental Systems" maatskappy, wat ek al lank ken. Aan die begin van my ingenieursloopbaan moes ek met hul hardeware en sagteware werk.
En toe kom my dierbare vriend van en gevra om 'n posisioneringstelsel vir hommeltuie sonder GPS te maak. Dit is nodig, sê hy, om die skou binnenshuis bekend te stel. En deesdae op straat wil jy nie regtig 'n paar miljoen dollar in die lug op 'n onbetroubare GPS lanseer nie. Sat-navigasie-inmenging en bedrog .
Vir posisionering sonder satelliete met 'n akkuraatheid van beter as tien sentimeter in 'n sone van tot 'n kilometer, het ek niks anders as UWB-tegnologie gevind nie. DecaWave is al lank op die mark en vervaardig die DW1000-skyfie en modules wat daarop gebaseer is. Die skyfie is 'n UWB-senderontvanger van die IEEE 802.15.4-2011-standaard. Terloops, die ding is uniek, met 'n dubbele of selfs drievoudige bodem. Ek hoop ons kan in die volgende paar jaar die dieptes daarvan peil en daaroor skryf. Jy sal dit beslis nie vroeër kan doen nie.
Maar vandag praat ons nie van posisionering nie; ons sal in die volgende reeks daaroor praat.
Vandag neem ons die DW1000-sein op. En die bandwydte van hierdie sein is nie meer of minder nie, maar 1000 of 500 MHz, wat deur die kanaalnommer bepaal word. "Heeltemaal per ongeluk" was daar 'n rekenaar met 'n stroombaan op die volgende tafel van "Instrumental Systems" met FMC mezzanine van analoog toestelle.
Daar moet hier kennis geneem word "vir die aanklaer" dat die AD9208 ADC vandag 'n goedgekeurde tegnologie is. Jy kan dit nie wettiglik in Rusland koop nie, alhoewel jy soms regtig wil. Maar hierdie spesifieke module is baie lank gelede aangekoop, toe daar nog geen sanksies was nie. Hy is rein, soos die siel van 'n baba. Ek hoop dat hierdie bekentenis saam met die saak geliasseer sal word en aan die verweerder gekrediteer sal word.
Ons gaan nie nou in op die besonderhede van die ontwikkeling van sagteware vir die opname van 'n stroom monsters in rekenaargeheue nie. Ongelukkig kan ons nog nie die bronkode van die toepassing vir Linux publiseer nie. Maar ons hoop om volgende keer toestemming hiervoor te kry. Dit is net opmerklik dat dit nie maklik was nie, selfs met inagneming van die verskafde sagteware-ontwikkelings van die instrumentele stelsels. Die ADC self en die stelsel vir klok en uitvoer van monsters deur gebruik te maak van JESD204B tegnologie is redelik moeilik om te verstaan, en hardeware pleisters was ook nodig in die module van AD. Die REFCLK-sein is absoluut noodsaaklik vir die insetstelsel, maar op die module gaan dit na die verkeerde bene van die FMC-koppelaar en gaan dus nie na die regterbene van die FPGA nie. Ek moes ’n pleister aanbring, wat op die foto hieronder gesien kan word – twee rooi drade. Daar was natuurlik twyfel dat dit sou werk. Die klokspoed is hoog op 375 MHz en die pleister is verskriklik. Maar die stelsel het dit reggekry.
Die hele kombuis lyk so.
Hier kan jy 'n rekenaar met 'n goeie I/O-stelsel, 'n FMC126P-bord en 'n AD9208-3000EBZ-mezzanine sien. Van die kragopwekkers: 'n 3000 MHz kragopwekker om die ADC te klok, 'n 770 MHz kragopwekker vir REFCLK. Kabels met SMA-verbindings verbind die kragopwekkers en verskaf die insetsein.
Die spoed van rou data vanaf die ADC-uitset, as jy nie in detail ingaan nie, is 12 GB/s vanaf twee kanale. Volgens metings en volgens die vervaardiger se verklaring van die FMC126P-bord is die maksimum insetspoed 5 GB/s. Daarom het ons slegs een kanaal in die ADC gebruik en dit deur die DDC (Digital Down Converter) wat in die AD9208 ingebou is, met desimasie met vier gestuur. Die datavloei was dus 3 GB/s (steekproeffrekwensie 750 MHz, 16-bis komplekse sein).
Om seker te maak dat die stelsel tyd het om monsters op te neem, is baie eenvoudig: jy hoef net die taai stukkies van die FPGA EIEU-status te monitor. As daar geen EIEU-oorloopgebeurtenisse oornag was nie, sal die bietjie nie gestel word nie. En ons verklaar gelukkig dat daar geen verlies aan lesings was nie. Ons kyk natuurlik eers of die grendelstatusbisse werk. Ons kyk ook na die seinvorm van die lêer om seker te maak dat die kwaliteit van die ADC-sein wat vasgelê is, ooreenstem met die dokumentasie.
Maar watter soort sein sal so 'n invoerstelsel waardig wees? Natuurlik UWB vanaf die volgende tafel!
Gelukkig het ons 'n 4 GHz-kanaalfrekwensie vir die hommeltuigposisioneringstelsel gekies. Dit stem ooreen met kanale 4 en 2 in DW1000-terminologie (Figuur 13 van die datablad). Ons het 'n antenna in die bord gemaak vir hierdie frekwensie, of, beter gesê, vir hierdie reeks. Dit was nie maklik om dit oor so 'n wye band te koördineer nie. Maar die ding blyk eroties te wees! Sommige sê dit lyk soos 'n simbool ... met ore.
'n 4 GHz-sein met 'n 500 MHz-bandwydte val binne die derde Nyquist-band en het voldoende wagintervalle om aliasing te vermy. Daarom het ons eenvoudig die DW1000-sein direk aan die AD9208 ADC-invoer gekoppel.
Ons het twee lêers ontvang: een met 'n PRF-frekwensie van 64 MHz, die ander - 16 MHz. Die transmissiespoed is op die minimum gestel vir DW1000 - 110 kbit/s.
Dit lêer, hierdie . Wees versigtig, die lêers is groot!
In die eerste lêer sien ons pakkies wat ongeveer 750 monsters of 1000 nanosekondes hou.
In die tweede lêer is die pakkies vier keer korter.
En dit is ten volle in ooreenstemming met die IEEE 802.15.4-2011 standaard in terme van die UWB fisiese laag:
Die modulasie binne die pakkie is soortgelyk aan fasemodulasie, wat ook ooreenstem met dié wat in die BPSK-standaard gespesifiseer word. U kan die standaard self op die internet vind, soek "IEEE 802.15.4-2011".
As jy die waarnemingstydvenster effens uitbrei, kan jy ook die ongelykheid van die pakkies sien, wat ooreenstem met die beskrywing van hibriede modulasie IEEE 802.15.4-2011 UWB - posisie-fase (BPM-BPSK).
Oor die algemeen vind ek die DW1000-skyfie en die modulasie van hierdie UWB PHY 'n bom, wat dit ook al beteken, 'n ding op die vlak van 'n militêre JTIDS. Dit is my nuwe stokperdjie. Vervolg!
Aan die een kant sal ons DW1000 grawe, aan die ander kant sal ons die IEEE 802.15.4-standaard hanteer.
Bron: will.com