ការថតរលកសញ្ញា Ultra-wideband 802.15.4 UWB នៅលើឧបករណ៍ដែលស្ទើរតែទទួលទណ្ឌកម្ម

ថ្មីៗនេះ ពិភពលោកពីរផ្សេងគ្នាបានមករួមគ្នានៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍របស់យើង៖ ពិភពនៃឧបករណ៍បញ្ជូនវិទ្យុដែលមានតំលៃថោក និងពិភពនៃប្រព័ន្ធថតសញ្ញាវិទ្យុដែលមានតម្លៃថ្លៃ។

ដំបូង មិត្តភ័ក្តិល្អរបស់យើងបានមករកយើងដើម្បីបង្កើតកម្មវិធីសម្រាប់ថតសញ្ញាជាមួយនឹងក្រុមតន្រ្តី 500 MHz ។ ជាការពិតណាស់ យើងមិនអាចបដិសេធបានទេ។ យ៉ាងណាមិញ វាចាំបាច់ក្នុងការធ្វើវានៅលើក្តារពីក្រុមហ៊ុន "Instrumental Systems" ដែលខ្ញុំបានស្គាល់ជាយូរមកហើយ។ នៅពេលព្រឹកព្រលឹមនៃអាជីពវិស្វកម្មរបស់ខ្ញុំ ខ្ញុំត្រូវធ្វើការជាមួយផ្នែករឹង និងសូហ្វវែររបស់ពួកគេ។

ហើយបន្ទាប់មកមិត្តជាទីស្រឡាញ់របស់ខ្ញុំបានមក មីកកាប ពី ការបង្ហាញយន្តហោះគ្មានមនុស្សបើក និងស្នើឱ្យបង្កើតប្រព័ន្ធកំណត់ទីតាំងសម្រាប់យន្តហោះគ្មានមនុស្សបើកដោយគ្មាន GPS ។ លោក​និយាយ​ថា វា​ជា​ការ​ចាំបាច់​ដើម្បី​បើក​កម្មវិធី​នៅ​ក្នុង​ផ្ទះ។ ហើយនៅតាមផ្លូវប៉ុន្មានថ្ងៃនេះ អ្នកពិតជាមិនចង់បើកដំណើរការជាច្រើនលានដុល្លារទៅលើមេឃនៅលើ GPS ដែលមិនគួរឱ្យទុកចិត្តនោះទេ។ ការជ្រៀតជ្រែកក្នុងការរុករក និងការក្លែងបន្លំ កំពុងរីកចម្រើន.

សម្រាប់ការកំណត់ទីតាំងដោយគ្មានផ្កាយរណបដែលមានភាពត្រឹមត្រូវជាងដប់សង់ទីម៉ែត្រនៅក្នុងតំបន់រហូតដល់មួយគីឡូម៉ែត្រ ខ្ញុំមិនបានរកឃើញអ្វីក្រៅពីបច្ចេកវិទ្យា UWB ទេ។ DecaWave មាននៅលើទីផ្សារអស់រយៈពេលជាយូរមកហើយដោយផលិតបន្ទះឈីប DW1000 និងម៉ូឌុលដោយផ្អែកលើវា។ បន្ទះឈីបគឺជាឧបករណ៍បញ្ជូន UWB នៃស្តង់ដារ IEEE 802.15.4-2011 ។ ដោយវិធីនេះ វត្ថុនេះគឺមានតែមួយគត់ជាមួយនឹងបាតទ្វេ ឬបីដង។ ខ្ញុំ​សង្ឃឹម​ថា យើង​អាច​ជីក​ជម្រៅ​វា​នៅ​ប៉ុន្មាន​ឆ្នាំ​ខាង​មុខ ហើយ​សរសេរ​អំពី​វា។ អ្នកប្រាកដជាមិនអាចធ្វើវាបានមុននេះទេ។

ប៉ុន្តែថ្ងៃនេះយើងមិននិយាយអំពីទីតាំងទេ យើងនឹងនិយាយអំពីរឿងនោះនៅក្នុងស៊េរីបន្ទាប់។

ថ្ងៃនេះយើងកំពុងថតសញ្ញា DW1000។ ហើយកម្រិតបញ្ជូននៃសញ្ញានេះគឺមិនច្រើនឬតិចនោះទេ ប៉ុន្តែ 1000 ឬ 500 MHz ដែលត្រូវបានកំណត់ដោយលេខឆានែល។ "ដោយចៃដន្យ" មានកុំព្យូទ័រដែលមានបន្ទះសៀគ្វីនៅលើតុបន្ទាប់ FMC126P ពី "ប្រព័ន្ធឧបករណ៍" ជាមួយឡៅតឿ FMC AD9208-3000EBZ ពីឧបករណ៍អាណាឡូក។

វាគួរតែត្រូវបានកត់សម្គាល់នៅទីនេះ "សម្រាប់ព្រះរាជអាជ្ញា" ថា AD9208 ADC គឺជាបច្ចេកវិទ្យាដែលមានទណ្ឌកម្មនាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ។ អ្នកមិនអាចទិញវាដោយស្របច្បាប់នៅក្នុងប្រទេសរុស្ស៊ីបានទេ ទោះបីជាពេលខ្លះអ្នកពិតជាចង់ទិញក៏ដោយ។ ប៉ុន្តែ​ម៉ូឌុល​ពិសេស​នេះ​ត្រូវ​បាន​ទិញ​ជា​យូរ​មក​ហើយ​នៅ​ពេល​ដែល​មិន​ទាន់​មាន​ទណ្ឌកម្ម​នៅឡើយ។ គាត់គឺបរិសុទ្ធដូចជាព្រលឹងនៃទារក។ ខ្ញុំ​សង្ឃឹម​ថា​ចម្លើយ​សារភាព​នេះ​នឹង​ត្រូវ​បាន​ដាក់​ក្នុង​សំណុំ​រឿង​នេះ​ហើយ​នឹង​ត្រូវ​បាន​បញ្ចូល​ទៅ​ចុង​ចោទ​។

ឥឡូវនេះយើងនឹងមិនចូលទៅក្នុងព័ត៌មានលម្អិតនៃការអភិវឌ្ឍន៍កម្មវិធីសម្រាប់ការថតស្ទ្រីមនៃគំរូទៅក្នុងអង្គចងចាំកុំព្យូទ័រនោះទេ។ ជាអកុសល យើងមិនទាន់អាចបោះពុម្ពកូដប្រភពនៃកម្មវិធីសម្រាប់លីនុចបានទេ។ ប៉ុន្តែយើងសង្ឃឹមថានឹងទទួលបានការអនុញ្ញាតសម្រាប់លើកក្រោយ។ គួរកត់សម្គាល់ថាវាមិនងាយស្រួលទេ សូម្បីតែការគិតគូរពីការអភិវឌ្ឍន៍ផ្នែកទន់នៃប្រព័ន្ធឧបករណ៍។ ADC ខ្លួនវា និងប្រព័ន្ធសម្រាប់កំណត់ម៉ោង និងលទ្ធផលគំរូដោយប្រើបច្ចេកវិទ្យា JESD204B គឺពិបាកយល់ណាស់ ហើយបំណះផ្នែករឹងក៏ត្រូវការនៅក្នុងម៉ូឌុលពី AD ផងដែរ។ សញ្ញា REFCLK គឺពិតជាចាំបាច់សម្រាប់ប្រព័ន្ធបញ្ចូល ប៉ុន្តែនៅលើម៉ូឌុលវាទៅជើងខុសនៃឧបករណ៍ភ្ជាប់ FMC ហើយតាមនោះ វាមិនទៅជើងខាងស្តាំនៃ FPGA ទេ។ ខ្ញុំត្រូវលាបបំណះដែលអាចមើលឃើញនៅក្នុងរូបថតខាងក្រោម - ខ្សែក្រហមពីរ។ ជាការពិតណាស់មានការសង្ស័យថាវានឹងដំណើរការ។ ល្បឿននាឡិកាគឺខ្ពស់នៅ 375 MHz ហើយបំណះគឺគួរឱ្យភ័យខ្លាច។ ប៉ុន្តែប្រព័ន្ធបានដោះស្រាយ។

ផ្ទះបាយទាំងមូលមើលទៅដូចនេះ។

នៅទីនេះអ្នកអាចមើលឃើញកុំព្យូទ័រដែលមានប្រព័ន្ធ I/O ល្អ បន្ទះ FMC126P និងឡៅតឿ AD9208-3000EBZ ។ នៃម៉ាស៊ីនភ្លើង៖ ម៉ាស៊ីនភ្លើង 3000 MHz សម្រាប់កំណត់ម៉ោង ADC ដែលជាម៉ាស៊ីនភ្លើង 770 MHz សម្រាប់ REFCLK ។ ខ្សែដែលមានឧបករណ៍ភ្ជាប់ SMA ភ្ជាប់ម៉ាស៊ីនភ្លើង និងផ្តល់សញ្ញាបញ្ចូល។

ល្បឿនទិន្នន័យឆៅពីទិន្នផល ADC ប្រសិនបើអ្នកមិនលម្អិតគឺ 12 GB/s ពីបណ្តាញពីរ។ យោងទៅតាមការវាស់វែង និងយោងទៅតាមការប្រកាសរបស់អ្នកផលិតនៃបន្ទះ FMC126P ល្បឿនបញ្ចូលអតិបរមាគឺ 5 GB/s ។ ដូច្នេះហើយ យើងបានប្រើឆានែលតែមួយនៅក្នុង ADC ហើយបានឆ្លងកាត់វាតាមរយៈ DDC (Digital Down Converter) ដែលបានបង្កើតឡើងនៅក្នុង AD9208 ជាមួយនឹងទសភាគបួន។ ដូច្នេះ លំហូរទិន្នន័យគឺ 3 GB/s (ប្រេកង់គំរូ 750 MHz, 16-bit complex signal)។

ការពិនិត្យមើលថាប្រព័ន្ធមានពេលវេលាដើម្បីកត់ត្រាគំរូគឺសាមញ្ញណាស់៖ អ្នកគ្រាន់តែត្រូវតាមដានភាពស្អិតនៃស្ថានភាព FPGA FIFO ។ ប្រសិនបើមិនមានព្រឹត្តិការណ៍ FIFO Overflow ពេញមួយយប់ទេ ប៊ីតនឹងមិនត្រូវបានកំណត់ទេ។ ហើយ​យើង​និយាយ​ដោយ​រីករាយ​ថា​គ្មាន​ការ​បាត់​បង់​ការ​អាន​ឡើយ។ ជាដំបូងយើងពិនិត្យមើលថាប៊ីតស្ថានភាព latching ដំណើរការ។ យើងក៏ពិនិត្យមើលរូបរាងសញ្ញាពីឯកសារផងដែរ ដើម្បីប្រាកដថាគុណភាពនៃសញ្ញា ADC ដែលចាប់យកត្រូវនឹងឯកសារ។

ប៉ុន្តែតើសញ្ញាប្រភេទណាដែលសមនឹងប្រព័ន្ធបញ្ចូលបែបនេះ? ជាការពិតណាស់ UWB ពីតារាងបន្ទាប់!

ជាសំណាងល្អ យើងបានជ្រើសរើសប្រេកង់ឆានែល 4 GHz សម្រាប់ប្រព័ន្ធកំណត់ទីតាំងរបស់យន្តហោះគ្មានមនុស្សបើក។ នេះ​ត្រូវ​នឹង​ប៉ុស្តិ៍ 4 និង 2 ក្នុង​វាក្យស័ព្ទ DW1000 (រូបភាពទី 13 នៃ​សន្លឹក​ទិន្នន័យ)។ យើងបានបង្កើតអង់តែនដែលបង្កើតឡើងនៅក្នុងក្តារសម្រាប់ប្រេកង់នេះ ឬនិយាយប្រសើរជាងសម្រាប់ជួរនេះ។ វាមិនងាយស្រួលទេក្នុងការសំរបសំរួលវាលើក្រុមធំទូលាយបែបនេះ។ តែ​រឿង​នេះ​បែរ​ជា​ហួស​ចិត្ត! អ្នកខ្លះនិយាយថាវាមើលទៅដូចជានិមិត្តសញ្ញា ... មានត្រចៀក។

សញ្ញា 4 GHz ដែលមានកម្រិតបញ្ជូន 500 MHz ធ្លាក់ក្នុងក្រុម Nyquist ទីបី ហើយមានចន្លោះពេលយាមគ្រប់គ្រាន់ ដើម្បីជៀសវាងការហៅឈ្មោះក្លែងក្លាយ។ ដូច្នេះ យើងគ្រាន់តែភ្ជាប់សញ្ញា DW1000 ទៅនឹងការបញ្ចូល AD9208 ADC ដោយផ្ទាល់។

យើងបានទទួលឯកសារពីរ៖ មួយមានប្រេកង់ PRF 64 MHz, មួយទៀត - 16 MHz ។ ល្បឿនបញ្ជូនត្រូវបានកំណត់ទៅអប្បបរមាសម្រាប់ DW1000 - 110 kbit / s ។

នេះ первый ឯកសារ, នេះ។ ទីពីរ. សូមប្រយ័ត្ន ឯកសារធំណាស់!

នៅក្នុងឯកសារដំបូង យើងឃើញកញ្ចប់ព័ត៌មានដែលមានរយៈពេលប្រហែល 750 គំរូ ឬ 1000 ណាណូវិនាទី។

នៅ​ក្នុង​ឯកសារ​ទី​ពីរ កញ្ចប់​ខ្លី​ជាង​បួន​ដង។

ហើយនេះគឺស្របទាំងស្រុងជាមួយនឹងស្តង់ដារ IEEE 802.15.4-2011 ទាក់ទងនឹងស្រទាប់រាងកាយ UWB៖

ម៉ូឌុលនៅខាងក្នុងកញ្ចប់គឺស្រដៀងទៅនឹងម៉ូឌុលដំណាក់កាល ដែលក៏ត្រូវគ្នាទៅនឹងអ្វីដែលបានបញ្ជាក់នៅក្នុងស្តង់ដារ BPSK ផងដែរ។ អ្នកអាចស្វែងរកស្តង់ដារដោយខ្លួនឯងនៅលើអ៊ីនធឺណិត រកមើល "IEEE 802.15.4-2011" ។

ប្រសិនបើអ្នកពង្រីកបង្អួចពេលវេលាសង្កេតបន្តិច អ្នកក៏អាចឃើញភាពមិនស្មើគ្នានៃកញ្ចប់ព័ត៌មាន ដែលត្រូវនឹងការពិពណ៌នានៃម៉ូឌុលកូនកាត់ IEEE 802.15.4-2011 UWB - position-phase (BPM-BPSK) ។

ជាទូទៅខ្ញុំរកឃើញបន្ទះឈីប DW1000 និងការកែប្រែនៃ UWB PHY នេះទៅជាគ្រាប់បែក ទោះបីជាវាមានន័យយ៉ាងណាក៏ដោយ ជារឿងមួយនៅកម្រិតនៃ JTIDS យោធា។ នេះជាចំណូលចិត្តថ្មីរបស់ខ្ញុំ។ នៅ​មាន​ជា​បន្ត​ទៀត!

នៅលើដៃមួយយើងនឹងជីក DW1000 ម្យ៉ាងវិញទៀតយើងនឹងដោះស្រាយជាមួយស្តង់ដារ IEEE 802.15.4 ។

ប្រភព: www.habr.com