FPGA və SDR əsasında açıq Wi-Fi çipinin tətbiqi ilə OpenWifi layihəsi

Son FOSDEM 2020 konfransında təqdim etdi layihə openwifi, tam Wi-Fi 802.11a/g/n yığınının ilk açıq tətbiqini işləyib hazırlayır, siqnal forması və modulyasiyası proqram təminatında (SDR, Software Defined Radio) müəyyən edilir. OpenWifi, adi simsiz adapterlərdə yoxlanıla bilməyən çiplər səviyyəsində həyata keçirilən aşağı səviyyəli təbəqələr də daxil olmaqla, simsiz cihazın bütün komponentlərinin tam idarə olunan tətbiqini yaratmağa imkan verir. Kod proqram komponentləriVə diaqramlar və təsvirlər FPGA üçün Verilog dilində aparat blokları AGPLv3 lisenziyası altında paylanır.

Nümayiş olunan işçi prototipin aparat komponenti Xilinx Zynq FPGA və AD9361 universal ötürücü (RF) əsasında qurulub. OpenWifi, sürücü tərəfində əsas 802.11 simsiz yığınının (yüksək MAC) həyata keçirilməsini və FPGA tərəfində aşağı MAC təbəqəsinin olmasını nəzərdə tutan SoftMAC arxitekturasından istifadə edir. Simsiz yığın Linux nüvəsi tərəfindən təmin edilən mac80211 alt sistemindən istifadə edir. SDR ilə qarşılıqlı əlaqə xüsusi sürücü vasitəsilə həyata keçirilir.

Əsas xüsusiyyətlər:

• 802.11a/g üçün tam dəstək və 802.11n MCS 0~7 üçün qismən dəstək (hazırda yalnız PHY rx). 802.11ax-ı dəstəkləmək planları var;
• Bant genişliyi 20 MHz və tezlik diapazonu 70 MHz-dən 6 GHz-ə qədər;
• İş rejimi: Ad hoc (müştəri cihazlarının şəbəkəsi), giriş nöqtəsi, stansiya və monitorinq;
• FPGA tərəfində keçid qatı protokolunun həyata keçirilməsi DCF CSMA/CA metodundan istifadə etməklə (Paylanmış Koordinasiya Funksiyasi). Çərçivə emal vaxtını təmin edir (SIFS) 10us səviyyəsində;
• Konfiqurasiya edilə bilən kanal girişi prioritet parametrləri: RTS/CTS müddəti, CTS-to-self, SIFS, DIFS, xIFS, slot-time və s.
• Zaman dilimleme (Zaman dilimləmə) MAC ünvanı əsasında;
• Asanlıqla dəyişdirilə bilən bant genişliyi və tezlik:
  2ah üçün 802.11MHz və 10p üçün 802.11MHz;

Hal-hazırda, OpenWifi təmin edir dəstək FPGA əsaslı SDR platformaları
Xilinx ZC706 Analoq Cihazlar FMCOMMS2/3/4 ötürücüləri, həmçinin paketləri (FPGA + RF) ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-BOB və ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-FMC. Yükləmək üçün yaradılmışdır bitmiş görüntü ARM Linux əsaslı SD kartlar. ADRV9364Z7020 SOM + ADRV1CRR-BOB, Xilinx zed + FMCOMMS2/3/4, Xilinx ZCU102 + FMCOMMS2/3/4 və dəstək planları var.
Xilinx ZCU102 + ADRV9371. İlk OpenWifi prototipində iştirak edən komponentlərin qiyməti təxminən 1300 avro idi, lakin daha ucuz lövhələrə keçid davam edir. Məsələn, bir həllin dəyərinə əsaslanır Analoq Cihazlar ADRV9364-Z7020 700 avro olacaq və əsasında ZYNQ NH7020 - 400 avro.

Müştərinin TL-WDN4200 N900 USB adapteri ilə OpenWifi əsaslı giriş nöqtəsinə qoşulmasının işini yoxlamaq bizə məlumatların giriş nöqtəsindən müştəriyə ötürülməsi zamanı 30.6Mbps (TCP) və 38.8Mbps (UDP) ötürmə qabiliyyətinə nail olmağa imkan verdi. Müştəridən giriş nöqtəsinə ötürüldükdə 17.0Mbps (TCP) və 21.5Mbps (UDP). İdarəetmə üçün ifconfig və iwconfig kimi standart Linux yardım proqramlarından, həmçinin netlink vasitəsilə işləyən və SDR-nin işinə aşağı səviyyədə nəzarət etməyə imkan verən ixtisaslaşmış sdrctl yardım proqramı istifadə edilə bilər (registrləri manipulyasiya etmək, vaxt dilimi parametrlərini dəyişdirmək, və s.).

Wi-Fi yığını ilə sınaqdan keçirən digər açıq layihələr arasında layihəni qeyd edə bilərik WimeIEEE 802.11 a/g/p uyğunluğunun hazırlanması ötürücü GNU Radio və adi kompüterə əsaslanır. Proqram təminatı açıq 802.11 simsiz yığınları da layihələr inkişaf etdirir Ziria и Sora (Microsoft Research Software Radio).

Mənbə: opennet.ru