Проектот OpenWifi развива отворен Wi-Fi чип базиран на FPGA и SDR

На последната конференција ФОСДЕМ 2020 презентирани Проектот openwifi, развивајќи ја првата отворена имплементација на целосниот стек Wi-Fi 802.11a/g/n, формата и модулацијата на сигналот во која се наведени во софтверот (SDR, Software Defined Radio). OpenWifi ви овозможува да креирате целосно контролирана имплементација на сите компоненти на безжичниот уред, вклучувајќи ги и слоевите на ниско ниво, кои во конвенционалните безжични адаптери се имплементирани на ниво на чипови кои не се ревидираат. Код софтверски компонентиИ схемы (Verilog) аппаратных блоков на основе FPGA распространяются под лицензией AGPLv3.

Хардверската компонента на демонстрираниот работен прототип се заснова на Xilinx Zynq FPGA и универзалниот трансивер (RF) AD9361. OpenWifi ја користи архитектурата SoftMAC, што подразбира имплементација на главниот 802.11 безжичен стек (high-MAC) на страната на возачот и присуство на слој со низок MAC на страната FPGA. Безжичниот стек го користи потсистемот mac80211 обезбеден од кернелот Linux. Интеракцијата со SDR се врши преку специјален двигател.

Главни карактеристики:

• Целосна поддршка за 802.11a/g и делумна поддршка за 802.11n MCS 0~7 (засега само PHY rx). Постојат планови за поддршка на 802.11ax;
• Пропусен опсег 20 MHz и фреквентен опсег од 70 MHz до 6 GHz;
• Режими на работа: Ад хок (мрежа на клиентски уреди), пристапна точка, станица и мониторинг;
• Имплементација на протоколот на слојот за врски на страната FPGA DCF (Дистрибуирана координативна функција), користејќи го методот CSMA/CA. Обезбедува време за обработка на рамката (SIFS) на ниво 10ус;
• Прилагодливи приоритетни параметри за пристап до каналот: времетраење на RTS/CTS, CTS-to-self, SIFS, DIFS, xIFS, време на слот, итн.
• Сечење на време (Сечење на времето) врз основа на MAC адреса;
• Лесно променливи пропусен опсег и фреквенција:
  2MHz за 802.11ah и 10MHz за 802.11p;

Во моментов, OpenWifi обезбедува поддршка SDR платформи базирани на FPGA
Xilinx ZC706 со аналогни уреди FMCOMMS2/3/4 примопредаватели, како и снопови (FPGA + RF) ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-BOB и ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-FMC. Формирана за вчитување завршена слика SD-картички базирани на ARM Linux. Има планови за поддршка на ADRV9364Z7020 SOM + ADRV1CRR-BOB, Xilinx zed + FMCOMMS2/3/4, Xilinx ZCU102 + FMCOMMS2/3/4 и
Xilinx ZCU102 + ADRV9371.

Тестирование производительности подключения клиента с USB-адаптером TL-WDN4200 N900 к точке доступа на базе openwifi позволило добиться пропускной способности 30.6Mbps (TCP) и 38.8Mbps (UDP) при передаче данных от точки доступа к клиенту и 17.0Mbps (TCP) и 21.5Mbps (UDP) при передаче от клиента к точке доступа. Для управления могут использоваться штатные утилиты Linux, такие как ifconfig и iwconfig, а также специализированная утилита sdrctl, работающая через netlink и позволяющая управлять работой SDR на низком уровне (манипулировать регистрами, менять настойки квантования времени и т.п.).

Из других открытых проектов, экспериментирующих с Wi-Fi стеком можно отметить проект ВимеСе развива во согласност со IEEE 802.11 a/g/p предавател базирано на GNU Radio и обичен компјутер. Софтверот отворен 802.11 безжични стекови исто така развиваат проекти Зирија и Sora (Радио со софтвер за истражување на Мајкрософт).

Извор: opennet.ru