Mradi wa OpenWifi na utekelezaji wa chipu wazi ya Wi-Fi kulingana na FPGA na SDR

Katika mkutano wa mwisho wa FOSDEM 2020 imewasilishwa mradi openwifi, kuendeleza utekelezaji wa kwanza wazi wa rafu kamili ya Wi-Fi 802.11a/g/n, umbo la mawimbi na urekebishaji ambao umebainishwa katika programu (SDR, Programu Iliyofafanuliwa Redio). OpenWifi inakuwezesha kuunda utekelezaji uliodhibitiwa kikamilifu wa vipengele vyote vya kifaa cha wireless, ikiwa ni pamoja na tabaka za kiwango cha chini, ambazo katika adapta za kawaida zisizo na waya zinatekelezwa kwa kiwango cha chips ambazo haziwezi kukaguliwa. Kanuni vipengele vya programuNa michoro na maelezo vizuizi vya maunzi katika lugha ya Verilog kwa FPGA vinasambazwa chini ya leseni ya AGPLv3.

Kipengele cha maunzi cha kielelezo cha kufanya kazi kilichoonyeshwa kinatokana na Xilinx Zynq FPGA na AD9361 transceiver zima (RF). OpenWifi hutumia usanifu wa SoftMAC, ambao unamaanisha utekelezaji wa safu kuu ya wireless 802.11 (high-MAC) kwenye upande wa dereva na uwepo wa safu ya chini ya MAC kwenye upande wa FPGA. Rafu isiyotumia waya hutumia mfumo mdogo wa mac80211 unaotolewa na Linux kernel. Mwingiliano na SDR unafanywa kupitia dereva maalum.

Vipengele muhimu:

• Usaidizi kamili wa 802.11a/g na usaidizi kiasi wa 802.11n MCS 0~7 (PHY rx pekee kwa sasa). Kuna mipango ya kusaidia 802.11ax;
• Kipimo cha 20MHz na mzunguko wa mzunguko kutoka 70 MHz hadi 6 GHz;
• Njia za uendeshaji: Ad hoc (mtandao wa vifaa vya mteja), mahali pa kufikia, kituo na ufuatiliaji;
• Utekelezaji wa itifaki ya safu ya kiungo kwenye upande wa FPGA DCF (Kazi ya Uratibu Uliosambazwa), kwa kutumia mbinu ya CSMA/CA. Hutoa muda wa usindikaji wa fremu (SIFS) kwa kiwango cha 10us;
• Vigezo vya kipaumbele vya ufikiaji wa kituo vinavyoweza kusanidiwa: muda wa RTS/CTS, CTS-to-self, SIFS, DIFS, xIFS, muda unaopangwa, n.k.
• Kukata muda (Kukata wakati) kulingana na anwani ya MAC;
• Bandwidth inayobadilika kwa urahisi na masafa:
  2MHz kwa 802.11ah na 10MHz kwa 802.11p;

Kwa sasa, OpenWifi inatoa kusaidia Majukwaa ya SDR yenye msingi wa FPGA
Xilinx ZC706 yenye vifaa vya Analogi vya FMCOMMS2/3/4 vipitishio vya habari, pamoja na vifurushi (FPGA + RF) ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-BOB na ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-FMC. Imeundwa kwa kupakia picha iliyokamilika Kadi za SD za ARM Linux. Kuna mipango ya kusaidia ADRV9364Z7020 SOM + ADRV1CRR-BOB, Xilinx zed + FMCOMMS2/3/4, Xilinx ZCU102 + FMCOMMS2/3/4 na
Xilinx ZCU102 + ADRV9371. Gharama ya vipengele vilivyohusika katika mfano wa kwanza wa OpenWifi ilikuwa karibu euro 1300, lakini kusafirisha kwa bodi za bei nafuu kunaendelea. Kwa mfano, gharama ya suluhisho kulingana na Vifaa vya Analogi ADRV9364-Z7020 itakuwa euro 700, na kwa msingi ZYNQ NH7020 gharama 400 Euro.

Kujaribu utendakazi wa kuunganisha mteja na adapta ya USB ya TL-WDN4200 N900 kwenye kituo cha ufikiaji cha OpenWifi kulituruhusu kufikia upitishaji wa 30.6Mbps (TCP) na 38.8Mbps (UDP) wakati wa kuhamisha data kutoka kwa kituo cha ufikiaji hadi kwa mteja na. 17.0Mbps (TCP) na 21.5Mbps (UDP) inapotumwa kutoka kwa mteja hadi mahali pa ufikiaji. Kwa usimamizi, huduma za kawaida za Linux zinaweza kutumika, kama vile ifconfig na iwconfig, na vile vile sdrctl ya matumizi maalum, ambayo hufanya kazi kupitia netlink na hukuruhusu kudhibiti utendakazi wa SDR kwa kiwango cha chini (kudhibiti rejista, kubadilisha mipangilio ya kipande cha wakati, na kadhalika.).

Miongoni mwa miradi mingine iliyo wazi inayojaribu stack ya Wi-Fi, tunaweza kutambua mradi huo WimeKuendeleza IEEE 802.11 a/g/p inayotii mtumaji kulingana na Redio ya GNU na Kompyuta ya kawaida. Programu ya kufungua rafu zisizo na waya za 802.11 pia zinaunda miradi Ziria и Sora (Radio ya Programu ya Utafiti wa Microsoft).

Chanzo: opennet.ru