एफपीजीए और एसडीआर पर आधारित ओपन वाई-फाई चिप के कार्यान्वयन के साथ ओपनवाईफाई परियोजना

पिछले FOSDEM 2020 सम्मेलन में प्रस्तुत परियोजना ओपन वाईफाई, पूर्ण वाई-फाई 802.11ए/जी/एन स्टैक का पहला खुला कार्यान्वयन विकसित करना, जिसमें सिग्नल आकार और मॉड्यूलेशन सॉफ्टवेयर (एसडीआर, सॉफ्टवेयर डिफाइंड रेडियो) में निर्दिष्ट है। OpenWifi आपको वायरलेस डिवाइस के सभी घटकों का पूरी तरह से नियंत्रित कार्यान्वयन बनाने की अनुमति देता है, जिसमें निम्न-स्तरीय परतें भी शामिल हैं, जो पारंपरिक वायरलेस एडेप्टर में उन चिप्स के स्तर पर कार्यान्वित की जाती हैं जो ऑडिट योग्य नहीं हैं। कोड सॉफ्टवेयर घटकऔर चित्र और विवरण FPGA के लिए वेरिलॉग भाषा में हार्डवेयर ब्लॉक AGPLv3 लाइसेंस के तहत वितरित किए जाते हैं।

प्रदर्शित कार्यशील प्रोटोटाइप का हार्डवेयर घटक Xilinx Zynq FPGA और AD9361 यूनिवर्सल ट्रांसीवर (RF) पर आधारित है। OpenWifi SoftMAC आर्किटेक्चर का उपयोग करता है, जिसका तात्पर्य ड्राइवर साइड पर मुख्य 802.11 वायरलेस स्टैक (हाई-मैक) के कार्यान्वयन और FPGA साइड पर लो-मैक लेयर की उपस्थिति से है। वायरलेस स्टैक लिनक्स कर्नेल द्वारा प्रदान किए गए mac80211 सबसिस्टम का उपयोग करता है। एसडीआर के साथ इंटरेक्शन एक विशेष ड्राइवर के माध्यम से किया जाता है।

मुख्य विशेषताएं:

• 802.11a/g के लिए पूर्ण समर्थन और 802.11n MCS 0~7 के लिए आंशिक समर्थन (अभी के लिए केवल PHY rx)। 802.11ax को समर्थन देने की योजना है;
• बैंडविड्थ 20 मेगाहर्ट्ज और आवृत्ति रेंज 70 मेगाहर्ट्ज से 6 गीगाहर्ट्ज तक;
• वर्तमान विधियां: अनौपचारिक (क्लाइंट उपकरणों का नेटवर्क), पहुंच बिंदु, स्टेशन और निगरानी;
• एफपीजीए पक्ष पर लिंक लेयर प्रोटोकॉल का कार्यान्वयन DCF (वितरित समन्वय समारोह), सीएसएमए/सीए पद्धति का उपयोग करते हुए। फ़्रेम प्रसंस्करण समय प्रदान करता है (एसआईएफएस) स्तर 10us पर;
• कॉन्फ़िगर करने योग्य चैनल एक्सेस प्राथमिकता पैरामीटर: आरटीएस/सीटीएस अवधि, सीटीएस-टू-सेल्फ, एसआईएफएस, डीआईएफएस, एक्सआईएफएस, स्लॉट-टाइम, आदि।
• समय काटना (समय काटना) मैक पते पर आधारित;
• आसानी से परिवर्तनीय बैंडविड्थ और आवृत्ति:
  2ah के लिए 802.11MHz और 10p के लिए 802.11MHz;

वर्तमान में, OpenWifi प्रदान करता है समर्थन एफपीजीए-आधारित एसडीआर प्लेटफॉर्म
Xilinx ZC706 एनालॉग डिवाइस FMCOMMS2/3/4 ट्रांसीवर के साथ-साथ बंडल (FPGA + RF) ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-BOB और ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-FMC। लोडिंग के लिए बनाया गया समाप्त छवि एआरएम लिनक्स आधारित एसडी कार्ड। ADRV9364Z7020 SOM + ADRV1CRR-BOB, Xilinx zed + FMCOMMS2/3/4, Xilinx ZCU102 + FMCOMMS2/3/4 और को सपोर्ट करने की योजना है।
Xilinx ZCU102 + ADRV9371। पहले OpenWifi प्रोटोटाइप में शामिल घटकों की लागत लगभग 1300 यूरो थी, लेकिन सस्ते बोर्डों में पोर्टिंग का काम चल रहा है। उदाहरण के लिए, किसी समाधान की लागत पर आधारित एनालॉग डिवाइस ADRV9364-Z7020 700 यूरो होगा, और आधार पर ZYNQ NH7020 - 400 यूरो.

एक क्लाइंट को TL-WDN4200 N900 USB एडाप्टर के साथ OpenWifi-आधारित एक्सेस प्वाइंट से कनेक्ट करने के प्रदर्शन का परीक्षण करने से हमें एक्सेस प्वाइंट से क्लाइंट तक डेटा ट्रांसफर करते समय 30.6Mbps (TCP) और 38.8Mbps (UDP) का थ्रूपुट प्राप्त करने की अनुमति मिली और क्लाइंट से एक्सेस पॉइंट तक ट्रांसमिट होने पर 17.0Mbps (TCP) और 21.5Mbps (UDP)। प्रबंधन के लिए, मानक लिनक्स उपयोगिताओं का उपयोग किया जा सकता है, जैसे कि ifconfig और iwconfig, साथ ही एक विशेष उपयोगिता sdrctl, जो नेटलिंक के माध्यम से काम करती है और आपको निम्न स्तर पर एसडीआर के संचालन को नियंत्रित करने की अनुमति देती है (रजिस्टरों में हेरफेर करना, समय स्लाइस सेटिंग्स बदलना, वगैरह।)।

वाई-फ़ाई स्टैक के साथ प्रयोग करने वाली अन्य खुली परियोजनाओं में, हम इस परियोजना को नोट कर सकते हैं वाईमआईईईई 802.11 ए/जी/पी अनुरूप विकसित करना ट्रांसमीटर जीएनयू रेडियो और एक नियमित पीसी पर आधारित। सॉफ्टवेयर ओपन 802.11 वायरलेस स्टैक भी परियोजनाएं विकसित कर रहे हैं ज़िरिया и सोरा (माइक्रोसॉफ्ट रिसर्च सॉफ्टवेयर रेडियो)।

स्रोत: opennet.ru