Lastatempe, du tute malsamaj mondoj kuniĝis en nia laboratorio: la mondo de malmultekostaj radiotransceptoroj kaj la mondo de multekostaj larĝbendaj radiosignalaj registradsistemoj.
Unue, niaj bonaj amikoj kontaktis nin por fari softvaron por registri signalon kun 500 MHz-bendo. Ni, kompreneble, ne povis rifuzi. Ja necesis fari tion sur tabulo de la kompanio "Instrumentaj Sistemoj", kiun mi konas delonge. Ĉe la krepusko de mia inĝenieristiko, mi devis labori kun ilia aparataro kaj programaro.
Kaj tiam venis mia kara amiko el kaj petis fari poziciiga sistemo por virabeloj sen GPS. Necesas, li diras, lanĉi la spektaklon endome. Kaj surstrate ĉi tiuj tagoj, vi ne vere volas lanĉi plurajn milionojn da dolaroj en la ĉielon per nefidinda GPS. Sat-naviga interfero kaj parodiado .
Por poziciigado sen satelitoj kun precizeco pli bona ol dek centimetroj en zono de ĝis kilometro, mi trovis nenion alian ol UWB-teknologion. DecaWave estas sur la merkato dum longa tempo, produktante la DW1000-peceton kaj modulojn bazitajn sur ĝi. La blato estas UWB-ricevilo de la normo IEEE 802.15.4-2011. Cetere, la afero estas unika, kun duobla aŭ eĉ triobla fundo. Mi esperas, ke ni povos sondi ĝiajn profundojn en la venontaj kelkaj jaroj kaj skribi pri ĝi. Vi certe ne povos fari ĝin pli frue.
Sed hodiaŭ ni ne parolas pri poziciigado; ni parolos pri tio en la venonta serio.
Hodiaŭ ni registras la signalon DW1000. Kaj la larĝa de bando de ĉi tiu signalo estas nek pli nek malpli, sed 1000 aŭ 500 MHz, kiu estas determinita de la kanala nombro. "Tute hazarde" estis komputilo kun cirkvito sur la apuda tablo de "Instrumentaj Sistemoj" kun FMC-interetaĝo de Analog Devices.
Oni devas rimarki ĉi tie "por la prokuroro" ke la AD9208 ADC estas sankciita teknologio hodiaŭ. Vi ne povas laŭleĝe aĉeti ĝin en Rusio, kvankam foje vi vere volas. Sed ĉi tiu aparta modulo estis aĉetita antaŭ tre longa tempo, kiam ankoraŭ ne estis sankcioj. Li estas pura, kiel la animo de bebo. Mi esperas, ke ĉi tiu konfeso estos arkivita kun la kazo kaj estos kreditita al la akuzito.
Ni ne eniros nun la detalojn pri evoluigado de programaro por registri fluon de specimenoj en komputilan memoron. Bedaŭrinde, ni ankoraŭ ne povas publikigi la fontkodon de la aplikaĵo por Linukso. Sed ni esperas ricevi permeson por tio venontfoje. Indas nur rimarki, ke tio ne estis facila, eĉ konsiderante la provizitajn programajn evoluojn de la Instrumentaj Sistemoj. La ADC mem kaj la sistemo por horloĝi kaj eligi specimenojn uzantajn JESD204B-teknologion estas sufiĉe malfacile kompreneblaj, kaj aparataj diakiloj ankaŭ estis bezonitaj en la modulo de AD. La signalo REFCLK estas absolute necesa por la eniga sistemo, sed sur la modulo ĝi iras al la malĝustaj kruroj de la FMC-konektilo kaj, sekve, ne iras al la ĝustaj kruroj de la FPGA. Mi devis apliki flikilon, kiu videblas en la suba foto - du ruĝaj dratoj. Estis, kompreneble, duboj, ke ĝi funkcios. La horloĝrapideco estas alta je 375 MHz kaj la diakilo estas terura. Sed la sistemo eltenis.
La tuta kuirejo aspektas tiel.
Ĉi tie vi povas vidi komputilon kun bona I/O-sistemo, FMC126P-tabulo, kaj AD9208-3000EBZ-interetaĝo. Inter la generatoroj: 3000 MHz-generatoro por horloĝi la ADC, 770 MHz-generatoro por REFCLK. Kabloj kun SMA-konektiloj konektas la generatorojn kaj provizas la enigan signalon.
La rapideco de kruda datumo de la eligo de ADC, se vi ne eniras en detalojn, estas 12 GB/s de du kanaloj. Laŭ mezuradoj kaj laŭ la deklaro de la fabrikanto de la FMC126P-tabulo, la maksimuma eniga rapido estas 5 GB/s. Tial ni uzis nur unu kanalon en la ADC kaj pasis ĝin tra la DDC (Digital Down Converter) konstruita en la AD9208 kun malpliigo de kvar. Tiel, la datumfluo estis 3 GB/s (specimeniga frekvenco 750 MHz, 16-bita kompleksa signalo).
Kontroli, ke la sistemo havas tempon por registri specimenojn, estas tre simpla: vi nur bezonas kontroli la gluiĝemajn pecojn de la FPGA FIFO-statuso. Se ne estis eventoj de FIFO Overflow dum la nokto, la bito ne estos agordita. Kaj ni ĝoje konstatas, ke ne estis perdo de legaĵoj. Ni unue kontrolas, kompreneble, ke blokado de la statusaj bitoj funkcias. Ni ankaŭ rigardas la signalformon de la dosiero por certigi, ke la kvalito de la ADC-signalo kaptita respondas al la dokumentado.
Sed kia signalo estus inda je tia eniga sistemo? Kompreneble UWB de la sekva tablo!
Feliĉe, ni elektis 4 GHz-kanalan frekvencon por la drona poziciiga sistemo. Tio egalrilatas al kanaloj 4 kaj 2 en DW1000-terminologio (Figuro 13 de la datenfolio). Ni faris antenon enkonstruitan en la tabulon por ĉi tiu ofteco, aŭ, pli bone dirite, por ĉi tiu gamo. Ne estis facile kunordigi ĝin super tia larĝa bando. Sed la afero montriĝis erotika! Iuj diras, ke ĝi aspektas kiel simbolo... kun oreloj.
4 GHz-signalo kun 500 MHz-bendolarĝo falas ene de la tria Nyquist-grupo kaj havas sufiĉajn gardintervalojn por eviti kaŝnomon. Tial ni simple konektis la DW1000-signalon al la AD9208 ADC-enigo rekte.
Ni ricevis du dosierojn: unu kun PRF-frekvenco de 64 MHz, la alia - 16 MHz. La dissendrapideco estis metita al la minimumo por DW1000 - 110 kbit/s.
ĉi dosiero, ĉi tio . Atentu, la dosieroj estas grandegaj!
En la unua dosiero ni vidas pakaĵetojn daŭrantajn ĉirkaŭ 750 specimenojn aŭ 1000 nanosekundojn.
En la dua dosiero, la pakoj estas kvaroble pli mallongaj.
Kaj ĉi tio plene kongruas kun la normo IEEE 802.15.4-2011 laŭ la fizika tavolo UWB:
La modulado ene de la pakaĵeto estas simila al fazmodulado, kiu ankaŭ egalrilatas al tio precizigita en la BPSK-normo. Vi povas trovi la normon mem en la Interreto, serĉu "IEEE 802.15.4-2011".
Se vi iomete vastigas la observan tempofenestron, vi ankaŭ povas vidi la malebenecon de la pakoj, kiu respondas al la priskribo de hibrida modulado IEEE 802.15.4-2011 UWB - pozicio-fazo (BPM-BPSK).
Ĝenerale, mi trovas, ke la blato DW1000 kaj la modulado de ĉi tiu UWB PHY estas bombo, kio ajn tio signifas, afero, je la nivelo de milita JTIDS. Ĉi tio estas mia nova ŝatokupo. Daŭrigota!
Unuflanke ni fosos DW1000, aliflanke ni traktos la normon IEEE 802.15.4.
fonto: www.habr.com