Duela gutxi, bi mundu guztiz desberdin elkartu ziren gure laborategian: irrati-transmisore merkeak eta banda zabaleko irrati-seinaleak grabatzeko sistema garestiak.
Lehenik eta behin, gure lagun onek 500 MHz-ko seinalea grabatzeko softwarea sortzeko eskatu ziguten. Jakina, ezin izan genion uko egin. Azken finean, Instrument Systems-eko plaka batean egin behar zen, aspalditik ezagutzen dudan enpresa bat. Nire ingeniaritza karreraren hasieran, haien hardwarearekin eta softwarearekin lan egin nuen.
Eta orduan lagun maite bat etorri zen - GPS gabeko droneen kokapen sistema bat eskatu zuen. Barrualdean emanaldiak egin behar zituela esan zuen. Eta ez du milioika dolar zerura jaurti nahi egun hauetan GPS fidagarria ez den bat erabiliz. Satelite bidezko nabigazioaren interferentziak eta faltsutzea .
Kilometro bateko distantzian hamar zentimetro baino gehiagoko zehaztasunarekin sateliterik gabeko kokapenerako, ez dut UWB teknologiaz gain beste ezer aurkitu. DecaWave-k, merkatuan denbora luzez egon den enpresa batek, DW1000 txipa eta bertan oinarritutako moduluak ekoizten ditu. Txipa IEEE 802.15.4-2011 estandarra betetzen duen UWB transzeptore bat da. Bide batez, gailu berezia da, hondo bikoitza edo hirukoitza duena. Espero dut hurrengo urteetan bere sakontasuna aztertu eta horri buruz idatzi ahal izatea. Zalantzarik gabe, ez dugu lehenago egiteko denborarik izango.
Baina gaur ez gara kokapenaz ari, hurrengo ataletan horri buruz hitz egingo dugu.
Gaur DW1000 seinale bat grabatzen ari gara. Seinale honen banda-zabalera ez da 1000 MHz-tik gorakoa ezta 500 MHz-ra ere, eta hori kanal-zenbakiaren araberakoa da. "Kasualitatez", ondoko mahaian plaka bat zuen ordenagailu bat zegoen. Instrumentu Sistemetatik FMC mezzaninearekin Analog Devices-etik.
"Fiskalarentzat" aipatzea komeni da AD9208 ADC gaur egun ekipamendu homologatua dela. Ezinezkoa da legez erostea Errusian, batzuetan tentagarria izan arren. Baina modulu hau aspaldi erosi zen, zigorrak ezarri aurretik. Haur baten arima bezain garbia da. Espero dut aitorpen hau auzian aurkeztuko dela eta auzipetuaren defentsa gisa hartuko dela kontuan.
Ez dugu oraingoz ordenagailuaren memorian irakurketa-jario bat grabatzeko softwarea garatzeko xehetasunetan sartuko. Zoritxarrez, ezin dugu aplikazioaren iturburu-kodea argitaratu oraindik. LinuxBaina hurrengoan baimena lortzea espero dugu. Aipatzekoa da ez zela erraza izan, Instrumented Systems-ek emandako software garapenekin ere. ADC bera eta JESD204B teknologia erabiltzen duen erloju eta lagin irteera sistema nahiko konplexuak dira ulertzeko, eta AD moduluak hardware adabakiak ere behar zituen. REFCLK seinalea ezinbestekoa da sarrera sistemarako, baina moduluan, FMC konektorearen pin okerretan konektatuta zegoen eta, ondorioz, ez zen FPGAren pin zuzenetara iristen. Adabaki bat aplikatu behar izan zen, beheko argazkian ikus dezakezuen bezala: bi hari gorri. Jakina, zalantzak zeuden horrek funtzionatuko zuenik. Erloju seinalearen maiztasuna altua da: 375 MHz, eta adabakia ikaragarria da. Baina sistemak moldatzea lortu zuen.
Sukalde osoa honelakoa da.
Hemen ikus dezakezue S/I sistema ona duen ordenagailu bat, FMC126P plaka bat eta AD9208-3000EBZ mezzanine bat. Osziladoreen artean daude 3000 MHz-ko osziladore bat ADC erlojurako eta 770 MHz-ko osziladore bat REFCLKrako. SMA konektoreak dituzten kableek konektatzen dituzte osziladoreak eta sarrera seinalea ematen dute.
ADC irteerako datu gordinaren abiadura, zehazki, 12 GB/s-koa da bi kanaletatik. Neurketen eta FMC126P plakaren fabrikatzailearen zehaztapenen arabera, sarrera-abiadura maximoa 5 GB/s-koa da. Beraz, ADCren kanal bakarra erabili genuen eta AD9208aren DDC (Digital Down Converter) integratuaren bidez pasa genuen, lau aldiz dezimatuz. Horren ondorioz, 3 GB/s-ko datu-abiadura lortu zen (750 MHz-ko laginketa-maiztasuna, 16 biteko seinale konplexua).
Sistemak laginak garaiz grabatzen ari dela egiaztatzea oso erraza da: FPGAren FIFO egoera bitak kontrolatu besterik ez dago. Gau osoan FIFO gainezkatze gertaerarik egon ez bada, bita ez da ezarriko. Orduan, pozik ondoriozta dezakegu ez dela laginik galdu. Noski, lehenik egoera bitak behar bezala latched daudela egiaztatzen dugu. Fitxategi bateko seinalearen uhin-forma ere ikusten dugu, ADC seinalearen eskuratze kalitatea dokumentazioarekin bat datorrela ziurtatzeko.
Baina zer nolako seinalea izango litzateke sarrera-sistema horretarako egokia? UWB ondoko mahaitik, noski!
Zorionez, 4 GHz-ko kanal-maiztasuna aukeratu genuen dronearen kokapen-sistemarako. DW1000 terminologian 4. eta 2. kanalei dagokie hau (13. irudia datu-orrian). Maiztasun horretarako, edo hobeto esanda, tarte honetarako, antena bat eraiki genuen plakan. Banda-zabalera hain zabalera egokitzea erronka handia izan zen. Baina emaitza erakargarria da! Batzuek diote sinbolo baten itxura duela... belarriekin.
500 MHz-ko banda-zabalera duen 4 GHz-ko seinalea hirugarren Nyquist bandan dago eta nahikoa zaintza-tarte ditu aliasing-a saihesteko. Beraz, DW1000 seinalea zuzenean AD9208 ADC sarrerara bidali dugu.
Bi fitxategi jaso genituen: bata 64 MHz-ko PRF maiztasunarekin, bestea 16 MHz-ko PRF maiztasunarekin. DW1000rako transferentzia-tasa minimoan ezarri zen: 110 kbps.
It fitxategia, hau da Kontuz, fitxategiak erraldoiak dira!
Lehenengo fitxategian 750 lagin edo 1000 nanosegundo inguruko iraupena duten paketeak ikusten ditugu.
Bigarren fitxategian, paketeak lau aldiz laburragoak dira.
Eta hau guztiz koherentea da IEEE 802.15.4-2011 estandarrarekin UWB geruza fisikoari dagokionez:
Pakete barruko modulazioa fase-modulazioaren antzekoa da, eta hau ere BPSK estandarrari dagokio. Araua sarean aurki dezakezu "IEEE 802.15.4-2011" bilatuz.
Behaketa-denbora-leihoa apur bat zabaltzen badugu, pakete-fluxu irregularra ikus dezakegu, IEEE 802.15.4-2011 UWB modulazio hibridoa - posizio-fase-desplazamenduko gakoa (BPM-BPSK) deskribapenarekin bat datorrena.
Oro har, DW1000 txipa eta bere UWB PHY modulazioa harrigarriak iruditzen zaizkit, horrek esan nahi duena edozein dela ere, JTIDS militarren parekoak. Nire pasio berria da. Jarraituko du!
Alde batetik, DW1000-a aztertuko dugu, eta bestetik, IEEE 802.15.4 estandarra jorratuko dugu.
Iturria: www.habr.com
