Duela gutxi, bi mundu guztiz ezberdin elkartu ziren gure laborategian: irrati-transceptor merkeen mundua eta banda zabaleko irrati seinaleak grabatzeko sistema garestien mundua.
Lehenik eta behin, gure lagun onak hurbildu ziren 500 MHz-ko bandako seinale bat grabatzeko softwarea egitera. Guk, noski, ezin genuen uko egin. Azken finean, aspalditik ezagutzen dudan “Instrumental Systems” konpainiako taula batean egitea beharrezkoa zen. Nire ingeniaritza karreraren hasieran, haien hardware eta softwarearekin lan egin behar izan nuen.
Eta orduan nire lagun maitea etorri zen - eta GPSrik gabeko droneentzako kokapen sistema bat egiteko eskatu zuen. Beharrezkoa da, dio, ikuskizuna barrualdean martxan jartzea. Eta kalean, egun, ez duzu nahi hainbat milioi dolar zerura jaurtitzea fidagarria ez den GPS batean. Sate bidezko nabigazio interferentziak eta spoofing-a .
Hamar zentimetro baino zehaztasun hobea duten sateliterik gabe kokatzeko kilometro bateko eremu batean, ez dut UWB teknologiaz gain beste ezer aurkitu. DecaWave aspalditik dago merkatuan, DW1000 txipa eta bertan oinarritutako moduluak ekoizten ditu. Txipa IEEE 802.15.4-2011 estandarraren UWB transceptor bat da. Bide batez, gauza bakarra da, hondo bikoitza edo are hirukoitza duena. Espero dut hurrengo urteetan haren sakontasuna arakatu eta horri buruz idaztea. Zalantzarik gabe, ezin izango duzu lehenago egin.
Baina gaur ez gara posizionamenduaz hitz egiten; hurrengo seriean hitz egingo dugu horretaz.
Gaur DW1000 seinalea grabatzen ari gara. Eta seinale honen banda zabalera ez da ez gehiago ez txikiagoa, 1000 edo 500 MHz-ekoa baizik, kanalaren zenbakiak zehazten duena. “Guztiz kasualitatez” ondoko mahaian zirkuitu plaka zuen ordenagailu bat zegoen "Instrumental Systems"-tik FMC mezzaninearekin Analog Devices-tik.
Hemen adierazi behar da "fiskalarentzat" AD9208 ADC teknologia zigortua dela gaur egun. Ezin duzu legez erosi Errusian, nahiz eta batzuetan benetan nahi duzun. Baina modulu zehatz hau duela oso aspaldi erosi zen, oraindik zigorrik ez zegoenean. Garbia da, haur baten arima bezala. Espero dut aitorpen hau auzian artxibatzea eta auzipetuari kreditua ematea.
Orain ez dugu ordenagailuaren memorian lagin-jario bat grabatzeko softwarea garatzeko xehetasunetan sartuko. Zoritxarrez, oraindik ezin dugu Linux-erako aplikazioaren iturburu kodea argitaratu. Baina hurrengoan horretarako baimena lortzea espero dugu. Aipatzekoa da hori ez zela erraza izan, nahiz eta Instrumental Systems-ek emandako software garapenak kontuan izan. ADC bera eta JESD204B teknologia erabiliz laginak erlojupatzeko eta ateratzeko sistema nahiko zailak dira ulertzen, eta ADren moduluan hardware-adabakiak ere behar ziren. REFCLK seinalea guztiz beharrezkoa da sarrera-sistemarako, baina moduluan FMC konektorearen okerreko hanketara doa eta, ondorioz, ez da FPGAren eskuineko hanketara joaten. Adabaki bat aplikatu behar izan nuen, beheko argazkian ikus daitekeena - bi hari gorri. Funtzionatuko zuen zalantzak zeuden, noski. Erlojuaren abiadura handia da 375 MHz-n eta adabakia izugarria da. Baina sistemak aurre egin zion.
Sukalde osoa honelakoa da.
Hemen I/O sistema ona duen ordenagailu bat ikus dezakezu, FMC126P plaka bat eta AD9208-3000EBZ mezzanine bat. Sorgailuen artean: ADC-a erlojupatzeko 3000 MHz-ko sorgailua, REFCLK-rako 770 MHz-eko sorgailua. SMA konektoreak dituzten kableak sorgailuak konektatzen ditu eta sarrerako seinalea ematen dute.
ADC irteerako datu gordinaren abiadura, xehetasunetan sartzen ez bazara, bi kanaletatik 12 GB/s da. Neurketen arabera eta FMC126P plakaren fabrikatzailearen deklarazioaren arabera, sarrerako gehienezko abiadura 5 GB/s da. Hori dela eta, kanal bakarra erabili dugu ADC-n eta AD9208-n eraikitako DDC (Digital Down Converter) bidez pasatu dugu lau dezimarekin. Horrela, datu-fluxua 3 GB/s-koa izan zen (laginketa-maiztasuna 750 MHz, 16 biteko seinale konplexua).
Sistemak laginak grabatzeko denbora duela egiaztatzea oso erraza da: FPGA FIFO egoeraren bit itsaskorren jarraipena besterik ez duzu behar. Gauean FIFO gainezkatze-gertaerarik egon ez balitz, bit-a ez da ezarriko. Eta pozik adierazten dugu ez zela irakurgairik galdu. Lehenik eta behin egiaztatzen dugu, noski, latching egoera-bitak funtzionatzen ari direla. Fitxategiko seinalearen forma ere ikusten dugu, harrapatutako ADC seinalearen kalitatea dokumentazioarekin bat datorrela ziurtatzeko.
Baina zer nolako seinaleak mereziko luke horrelako sarrera-sistema batek? Ondoko mahaiko UWB noski!
Zorionez, 4 GHz-ko kanal maiztasuna aukeratu dugu droneen kokapen sistemarako. Hau DW4 terminologiako 2. eta 1000. kanalei dagokie (fitxa teknikoaren 13. irudia). Maiztasun honetarako, edo hobeto esanda, gama honetarako taulan integratutako antena bat egin genuen. Ez zen erraza izan hain banda zabal baten gainean koordinatzea. Baina gauza erotikoa izan zen! Batzuek diote sinbolo bat dirudi... belarriekin.
4 MHz-ko banda-zabalera duen 500 GHz-ko seinale bat Nyquist hirugarren bandaren barruan sartzen da eta guardia-tarte nahikoak ditu aliasing-a saihesteko. Hori dela eta, DW1000 seinalea AD9208 ADC sarrerara zuzenean konektatu dugu.
Bi fitxategi jaso ditugu: bata 64 MHz-ko PRF maiztasuna duena, bestea - 16 MHz. Transmisio-abiadura minimoan ezarri zen DW1000 - 110 kbit/s.
It fitxategia, hau . Kontuz, fitxategiak handiak dira!
Lehenengo fitxategian 750 lagin edo 1000 nanosegundo inguru irauten duten paketeak ikusten ditugu.
Bigarren fitxategian, paketeak lau aldiz laburragoak dira.
Eta hau guztiz bat dator IEEE 802.15.4-2011 estandararekin UWB geruza fisikoari dagokionez:
Pakete barruko modulazioa fasearen modulazioaren antzekoa da, BPSK estandarrean zehaztutakoarekin ere bat datorrena. Estandarra bera Interneten aurki dezakezu, bilatu “IEEE 802.15.4-2011”.
Behaketa-denbora-leihoa apur bat zabaltzen baduzu, paketeen irregulartasuna ere ikus dezakezu, modulazio hibridoaren IEEE 802.15.4-2011 UWB - posizio-fasea (BPM-BPSK) deskribapenarekin bat datorrena.
Orokorrean, DW1000 txipa eta UWB PHY honen modulazioa bonba bat direla iruditzen zait, horrek esan nahi duena, gauza bat, JTIDS militar baten mailan. Hau da nire zaletasun berria. Jarraituko du!
Alde batetik, DW1000 zulatuko dugu, bestetik, IEEE 802.15.4 estandarra landuko dugu.
Iturria: www.habr.com