Проектът OpenWifi разработва отворен Wi-Fi чип, базиран на FPGA и SDR

На последната конференция FOSDEM 2020 г представени проект openwifi, разработвайки първото отворено внедряване на пълния Wi-Fi 802.11a/g/n стек, формата на сигнала и модулацията в който се определят в софтуера (SDR, софтуерно дефинирано радио). OpenWifi ви позволява да създадете напълно контролирана реализация на всички компоненти на безжично устройство, включително слоеве на ниско ниво, които в конвенционалните безжични адаптери се изпълняват на ниво чипове, които не подлежат на одит. Код софтуерни компонентиИ схема (Verilog) Базираните на FPGA хардуерни блокове са лицензирани под AGPLv3.

Хардуерният компонент на демонстрирания работещ прототип е базиран на Xilinx Zynq FPGA и универсалния трансивър (RF) AD9361. OpenWifi използва архитектурата SoftMAC, което предполага внедряването на основния 802.11 безжичен стек (висок MAC) от страната на драйвера и наличието на слой с нисък MAC от страната на FPGA. Безжичният стек използва подсистемата mac80211, предоставена от ядрото на Linux. Взаимодействието със SDR се осъществява чрез специален драйвер.

Основни возможности:

• Пълна поддръжка за 802.11a/g и частична поддръжка за 802.11n MCS 0~7 (PHY rx само за сега). Има планове за поддръжка на 802.11ax;
• Честотна лента 20MHz и честотен диапазон от 70 MHz до 6 GHz;
• Режими на работа: ad hoc (мрежа от клиентски устройства), точка за достъп, станция и мониторинг;
• Внедряване на протокола на ниво връзка от страна на FPGA DCF (функция за разпределена координация), използвайки метода CSMA/CA. Осигурява време за обработка на рамката (SIFS) на ниво 10us;
• Конфигурируеми параметри за приоритет на достъп до канала: RTS/CTS продължителност, CTS-to-self, SIFS, DIFS, xIFS, време на слот и др.
• Разрязване на времето (Нарязване на времето) въз основа на MAC адрес;
• Лесно променяща се честотна лента и честота:
  2MHz за 802.11ah и 10MHz за 802.11p;

В момента OpenWifi предоставя подкрепа FPGA базирани SDR платформи
Xilinx ZC706 с аналогови устройства FMCOMMS2/3/4 трансивъри, както и пакети (FPGA + RF) ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-BOB и ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-FMC. Оформен за товарене готово изображение ARM Linux базирани SD карти. Има планове за поддръжка на ADRV9364Z7020 SOM + ADRV1CRR-BOB, Xilinx zed + FMCOMMS2/3/4, Xilinx ZCU102 + FMCOMMS2/3/4 и
Xilinx ZCU102 + ADRV9371.

Тестването на производителността на свързване на клиент с TL-WDN4200 N900 USB адаптер към базирана на openwifi точка за достъп ни позволи да постигнем пропускателна способност от 30.6Mbps (TCP) и 38.8Mbps (UDP) при прехвърляне на данни от точката за достъп към клиента и 17.0Mbps (TCP) и 21.5Mbps (UDP), когато се предават от клиента към точката за достъп. За управление могат да се използват стандартни помощни програми на Linux, като ifconfig и iwconfig, както и специализирана помощна програма sdrctl, която работи чрез netlink и ви позволява да контролирате работата на SDR на ниско ниво (манипулиране на регистри, промяна на настройките на времеви отрязъци, и т.н.).

Сред другите отворени проекти, експериментиращи с Wi-Fi стека, можем да отбележим проекта WimeРазработване на IEEE 802.11 a/g/p съвместимост предавател базиран на GNU Radio и обикновен компютър. Софтуерните отворени 802.11 безжични стекове също разработват проекти Зирия и Сора (Microsoft Research Software Radio).

Източник: opennet.ru