Жақында біздің зертханамызда екі мүлдем басқа әлем қосылды: қымбат емес радио қабылдағыштар әлемі және қымбат кең жолақты радио сигналдарды жазу жүйелері әлемі.
Біріншіден, біздің жақсы достарымыз 500 МГц диапазонында сигнал жазуға арналған бағдарламалық құрал жасау үшін бізге келді. Біз, әрине, бас тарта алмадық. Өйткені, мұны мен бұрыннан білетін «Instrumental Systems» компаниясының тақтасында жасау керек болды. Менің инженерлік мансабымның басында мен олардың аппараттық және бағдарламалық құралдарымен жұмыс істеуге тура келді.
Сосын менің сүйікті досым келді -дан және GPS-сіз дрондардың позициясын анықтау жүйесін жасауды сұрады. Оның айтуынша, шоуды жабық жерде бастау керек. Ал қазір көшеде сенімсіз GPS арқылы аспанға бірнеше миллион доллар жібергіңіз келмейді. Sat навигациялық кедергі және спуфинг .
Бір шақырымға дейінгі аймақта он сантиметрден жоғары дәлдікпен жерсеріксіз орналасу үшін мен UWB технологиясынан басқа ештеңе таппадым. DecaWave DW1000 чипін және оның негізінде модульдерді шығаратын нарықта ұзақ уақыт болды. Чип IEEE 802.15.4-2011 стандартының UWB трансивері болып табылады. Айтпақшы, зат бірегей, екі немесе тіпті үштік түбі бар. Алдағы бірнеше жылда біз оның тереңдігін зерттеп, бұл туралы жаза аламыз деп үміттенемін. Сіз мұны ертерек жасай алмайтыныңыз анық.
Бірақ бүгін біз позициялау туралы айтпаймыз, бұл туралы келесі серияда айтатын боламыз.
Бүгін біз DW1000 сигналын жазып жатырмыз. Және бұл сигналдың өткізу қабілеттілігі көп те, кем де емес, арна нөмірімен анықталатын 1000 немесе 500 МГц. «Толығымен кездейсоқ» келесі үстелде схемасы бар компьютер болды FMC мезонинімен «Инструменталды жүйелерден». Аналогтық құрылғылардан.
Бұл жерде «прокурор үшін» AD9208 ADC бүгінгі күні рұқсат етілген технология екенін атап өткен жөн. Сіз оны Ресейде заңды түрде сатып ала алмайсыз, бірақ кейде шынымен де алғыңыз келеді. Бірақ бұл нақты модуль өте ұзақ уақыт бұрын, әлі санкциялар болмаған кезде сатып алынған. Ол сәбидің жан дүниесіндей пәк. Бұл мойындау іске қосылып, сотталушыға есептелетініне сенемін.
Қазір компьютер жадына оқу ағынын жазуға арналған бағдарламалық жасақтаманы әзірлеудің егжей-тегжейіне тоқталмаймыз. Өкінішке орай, біз қолданбаның бастапқы кодын әлі жариялай алмаймыз. LinuxБірақ келесі жолы бұған рұқсат аламыз деп үміттенеміз. Айта кету керек, тіпті Instrumented Systems ұсынған бағдарламалық жасақтама әзірлемелерімен де бұл оңай болған жоқ. ADC-нің өзі және оның JESD204B технологиясын қолданатын тактілеу және үлгі шығару жүйесі түсінуге өте күрделі, ал AD модулі аппараттық патчтарды да қажет етті. REFCLK сигналы кіріс жүйесі үшін өте маңызды, бірақ модульде ол FMC қосқышының дұрыс емес түйреуіштеріне қосылған және нәтижесінде FPGA-ның дұрыс түйреуіштеріне жетпеген. Патчты қолдану керек болды, оны төмендегі фотосуретте көруге болады - екі қызыл сым. Әрине, бұл жұмыс істейтініне күмән болды. Тактілеу сигналының жиілігі жоғары - 375 МГц - және патч өте нашар. Бірақ жүйе мұны жеңе алды.
Бүкіл ас үй осылай көрінеді.
Мұнда жақсы енгізу/шығару жүйесі бар компьютерді, FMC126P тақтасын және AD9208-3000EBZ мезонинін көруге болады. Генераторлардың ішінде: ADC тактіне арналған 3000 МГц генератор, REFCLK үшін 770 МГц генератор. SMA қосқыштары бар кабельдер генераторларды қосып, кіріс сигналын береді.
ADC шығысындағы бастапқы деректер жылдамдығы, егер егжей-тегжейлі айтпасаңыз, екі арнадан 12 ГБ/с құрайды. Өлшемдерге сәйкес және өндірушінің FMC126P тақтасының мәлімдемесіне сәйкес, максималды енгізу жылдамдығы 5 ГБ/с құрайды. Сондықтан біз ADC-де бір ғана арнаны қолдандық және оны AD9208-ге төртке азаюмен орнатылған DDC (Digital Down Converter) арқылы өткіздік. Осылайша, деректер ағыны 3 ГБ/с құрады (дискреттеу жиілігі 750 МГц, 16-биттік күрделі сигнал).
Жүйенің үлгілерді жазуға уақыты бар екенін тексеру өте қарапайым: сізге тек FPGA FIFO күйінің жабысқақ биттерін бақылау қажет. Егер түнде FIFO Overflow оқиғалары болмаса, бит орнатылмайды. Және біз оқуда ешқандай шығын болмағанын қуана айтамыз. Біз, әрине, алдымен ысырма күйінің биттерінің жұмыс істеп тұрғанын тексереміз. Түсірілген ADC сигналының сапасы құжаттамаға сәйкес келетініне көз жеткізу үшін файлдан сигнал пішінін де қараймыз.
Бірақ мұндай енгізу жүйесіне қандай сигнал лайық болады? Әрине, келесі кестеден UWB!
Бақытымызға орай, біз дронды орналастыру жүйесі үшін 4 ГГц арна жиілігін таңдадық. Бұл DW4 терминологиясындағы 2 және 1000 арналарға сәйкес келеді (деректер парағының 13-суреті). Біз тақтаға осы жиілік үшін немесе жақсырақ айтқанда, осы диапазон үшін антенна жасадық. Оны осындай кең топта үйлестіру оңай болған жоқ. Бірақ бұл нәрсе эротикалық болып шықты! Кейбіреулер таңбаға ұқсайды дейді... құлақтары бар.
4 МГц өткізу қабілеттілігі бар 500 ГГц сигнал үшінші Nyquist диапазонына жатады және бүркеншік атудан аулақ болу үшін жеткілікті қорғау аралықтарына ие. Сондықтан, біз жай ғана DW1000 сигналын AD9208 ADC кірісіне тікелей қостық.
Біз екі файл алдық: біреуі PRF жиілігі 64 МГц, екіншісі - 16 МГц. Тасымалдау жылдамдығы DW1000 - 110 кбит/с үшін минимумға орнатылды.
осы файл, бұл . Абайлаңыз, файлдар өте үлкен!
Бірінші файлда біз шамамен 750 үлгі немесе 1000 наносекундқа созылатын пакеттерді көреміз.
Екінші файлда пакеттер төрт есе қысқа.
Және бұл UWB физикалық деңгейі бойынша IEEE 802.15.4-2011 стандартына толығымен сәйкес келеді:
Пакет ішіндегі модуляция фазалық модуляцияға ұқсас, ол да BPSK стандартында көрсетілгенге сәйкес келеді. Сіз стандарттың өзін Интернетте таба аласыз, «IEEE 802.15.4-2011» іздеңіз.
Бақылау уақыты терезесін аздап кеңейтсеңіз, IEEE 802.15.4-2011 UWB – позиция-фаза (BPM-BPSK) гибридті модуляциясының сипаттамасына сәйкес келетін пакеттердің біркелкі еместігін де көруге болады.
Жалпы, мен DW1000 чипін және осы UWB PHY модуляциясын әскери JTIDS деңгейіндегі бомба деп санаймын. Бұл менің жаңа хоббиім. Жалғасы бар!
Бір жағынан, біз DW1000 қазамыз, екінші жағынан, біз IEEE 802.15.4 стандартымен айналысамыз.
Ақпарат көзі: www.habr.com
