OpenWifi proiektua FPGA eta SDRn oinarritutako Wi-Fi txip ireki baten ezarpenarekin

FOSDEM 2020 azken konferentzian aurkeztu proiektua openwifi, Wi-Fi 802.11a/g/n pila osoaren lehen inplementazio irekia garatuz, seinalearen forma eta modulazioa softwarean (SDR, Software Defined Radio) zehaztuta. OpenWifi-k haririk gabeko gailu baten osagai guztien inplementazio guztiz kontrolatua sortzeko aukera ematen du, maila baxuko geruzak barne, haririk gabeko egokitzaile konbentzionaletan ikuskagarriak ez diren txip mailan ezartzen direnak. Kodea software osagaiakEta eskemak eta deskribapenak FPGArako Verilog hizkuntzako hardware blokeak AGPLv3 lizentziapean banatzen dira.

Frogatutako lan-prototipoaren hardware osagaia Xilinx Zynq FPGAn eta AD9361 transceptor unibertsalean (RF) oinarritzen da. OpenWifi-k SoftMAC arkitektura erabiltzen du, hau da, 802.11 haririk gabeko pila nagusia (high-MAC) ezartzea gidariaren aldean eta FPGA aldean MAC baxuko geruza bat egotea dakar. Haririk gabeko pilak Linux kernelak eskaintzen duen mac80211 azpisistema erabiltzen du. SDRrekin elkarrekintza gidari berezi baten bidez egiten da.

Ezaugarri nagusiak:

• 802.11a/g-rako laguntza osoa eta 802.11n MCS 0~7rako laguntza partziala (PHY rx oraingoz bakarrik). 802.11ax laguntzeko planak daude;
• Banda zabalera 20MHz eta maiztasuna 70 MHz-tik 6 GHz bitartekoa;
• Funtzionamendu moduak: Ad hoc (bezero gailuen sarea), sarbide-puntua, geltokia eta monitorizazioa;
• Lotura-geruzaren protokoloa ezartzea FPGA aldean DCF (Koordinazio Funtzio Banatua), CSMA/CA metodoa erabiliz. Fotograma prozesatzeko denbora eskaintzen du (SIFS) 10us mailan;
• Kanaletarako sarbide konfiguragarrien lehentasun-parametroak: RTS/CTS iraupena, CTS-to-self, SIFS, DIFS, xIFS, slot-time, etab.
• Denbora zatitzea (Denbora zatitzea) MAC helbidean oinarrituta;
• Erraz alda daitezke banda-zabalera eta maiztasuna:
  2MHz 802.11ah-rako eta 10MHz 802.11p-rako;

Gaur egun, OpenWifi-k eskaintzen du onartzen FPGAn oinarritutako SDR plataformak
Xilinx ZC706 Analog Devices FMCOMMS2/3/4 transceptor-ekin, baita sortak (FPGA + RF) ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-BOB eta ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-FMC. Kargatzeko eratua amaitutako irudia ARM Linux oinarritutako SD txartelak. ADRV9364Z7020 SOM + ADRV1CRR-BOB, Xilinx zed + FMCOMMS2/3/4, Xilinx ZCU102 + FMCOMMS2/3/4 eta FMCOMMSXNUMX/XNUMX/XNUMX onartzeko planak daude.
Xilinx ZCU102 + ADRV9371. OpenWifi lehen prototipoan parte hartzen zuten osagaien kostua 1300 euro ingurukoa zen, baina plaka merkeagoetara eramaten ari da. Adibidez, oinarritutako irtenbide baten kostua Analog Devices ADRV9364-Z7020 700 eurokoa izango da, eta oinarrian ZYNQ NH7020 - 400 euro.

Bezero bat TL-WDN4200 N900 USB egokitzaile batekin OpenWifi-n oinarritutako sarbide-puntu batera konektatzearen errendimendua probatzeak 30.6 Mbps (TCP) eta 38.8 Mbps (UDP) igarotzea lortu digu sarbide puntutik bezerora datuak transferitzean eta 17.0 Mbps (TCP) eta 21.5 Mbps (UDP) bezerotik sarbide puntura transmititzen direnean. Kudeaketarako, Linux utilitate estandarrak erabil daitezke, hala nola ifconfig eta iwconfig, baita sdrctl utilitate espezializatu bat ere, netlink bidez funtzionatzen duena eta SDRren funtzionamendua maila baxuan kontrolatzeko aukera ematen duena (erregistroak manipulatu, denbora zatien ezarpenak aldatu, etab.).

Wi-Fi pilarekin esperimentatzen duten beste proiektu irekien artean, proiektua nabarmendu dezakegu WimeIEEE 802.11 a/g/p betegarria garatzea igorlea GNU Irratian eta ohiko ordenagailu batean oinarrituta. Software irekiko 802.11 haririk gabeko pilak ere proiektuak garatzen ari dira Ziria и Sora (Microsoft Research Software Irratia).

Iturria: opennet.ru