حال ہی میں، ہماری لیبارٹری میں دو بالکل مختلف دنیایں اکٹھی ہوئیں: سستے ریڈیو ٹرانسیور کی دنیا اور مہنگے براڈ بینڈ ریڈیو سگنل ریکارڈنگ سسٹمز کی دنیا۔
سب سے پہلے، ہمارے اچھے دوستوں نے 500 میگا ہرٹز بینڈ کے ساتھ سگنل ریکارڈ کرنے کے لیے سافٹ ویئر بنانے کے لیے ہم سے رابطہ کیا۔ ہم یقیناً انکار نہیں کر سکتے تھے۔ سب کے بعد، یہ "انسٹرومینٹل سسٹم" کمپنی کے بورڈ پر کرنا ضروری تھا، جسے میں ایک طویل عرصے سے جانتا ہوں. اپنے انجینئرنگ کیریئر کے آغاز پر، مجھے ان کے ہارڈ ویئر اور سافٹ ویئر کے ساتھ کام کرنا پڑا۔
اور پھر میرا پیارا دوست آیا کی اور جی پی ایس کے بغیر ڈرون کے لیے پوزیشننگ سسٹم بنانے کو کہا۔ ان کا کہنا ہے کہ شو کو گھر کے اندر شروع کرنا ضروری ہے۔ اور ان دنوں سڑک پر، آپ واقعی میں ایک ناقابل اعتماد GPS پر کئی ملین ڈالرز کو آسمان میں لانچ نہیں کرنا چاہتے۔ Sat نیویگیشن مداخلت اور جعل سازی .
ایک کلومیٹر تک کے زون میں دس سینٹی میٹر سے بہتر درستگی کے ساتھ سیٹلائٹ کے بغیر پوزیشننگ کے لیے، مجھے UWB ٹیکنالوجی کے علاوہ کچھ نہیں ملا۔ ڈیکا ویو ایک طویل عرصے سے مارکیٹ میں ہے، جو اس کی بنیاد پر DW1000 چپ اور ماڈیولز تیار کر رہا ہے۔ چپ IEEE 802.15.4-2011 معیار کا UWB ٹرانسیور ہے۔ ویسے، چیز منفرد ہے، ایک ڈبل یا اس سے بھی ٹرپل نیچے کے ساتھ. مجھے امید ہے کہ ہم اگلے چند سالوں میں اس کی گہرائیوں کو پلمب کر سکتے ہیں اور اس کے بارے میں لکھ سکتے ہیں۔ آپ یقینی طور پر اس سے پہلے نہیں کر پائیں گے۔
لیکن آج ہم پوزیشننگ کے بارے میں بات نہیں کر رہے ہیں؛ ہم اس کے بارے میں اگلی سیریز میں بات کریں گے۔
آج ہم DW1000 سگنل ریکارڈ کر رہے ہیں۔ اور اس سگنل کی بینڈ وڈتھ نہ تو زیادہ ہے اور نہ ہی کم، بلکہ 1000 یا 500 میگا ہرٹز، جس کا تعین چینل نمبر سے ہوتا ہے۔ "مکمل طور پر حادثاتی طور پر" اگلی میز پر سرکٹ بورڈ کے ساتھ ایک کمپیوٹر تھا۔ FMC میزانائن کے ساتھ "انسٹرومینٹل سسٹمز" سے ینالاگ ڈیوائسز سے۔
یہاں "پراسیکیوٹر کے لیے" یہ بات قابل غور ہے کہ AD9208 ADC آج ایک منظور شدہ ٹیکنالوجی ہے۔ آپ اسے روس میں قانونی طور پر نہیں خرید سکتے ہیں، حالانکہ کبھی کبھی آپ واقعی چاہتے ہیں۔ لیکن یہ خاص ماڈیول بہت پہلے خریدا گیا تھا، جب ابھی تک کوئی پابندیاں نہیں تھیں۔ وہ پاکیزہ ہے، جیسے بچے کی روح۔ مجھے امید ہے کہ یہ اعترافی بیان مقدمہ کے ساتھ درج کر لیا جائے گا اور مدعا علیہ کے حوالے کر دیا جائے گا۔
اب ہم کمپیوٹر میموری میں نمونوں کے سلسلے کو ریکارڈ کرنے کے لیے سافٹ ویئر تیار کرنے کی تفصیلات میں نہیں جائیں گے۔ بدقسمتی سے، ہم ابھی تک لینکس کے لیے ایپلیکیشن کا سورس کوڈ شائع نہیں کر سکتے۔ لیکن ہمیں امید ہے کہ اگلی بار اس کی اجازت مل جائے گی۔ یہ صرف قابل غور ہے کہ یہ آسان نہیں تھا، یہاں تک کہ انسٹرومینٹل سسٹمز کے فراہم کردہ سافٹ ویئر کی ترقی کو بھی مدنظر رکھتے ہوئے۔ خود ADC اور JESD204B ٹکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے نمونوں کی گھڑی اور آؤٹ پٹ کرنے کے نظام کو سمجھنا کافی مشکل ہے، اور AD سے ماڈیول میں ہارڈویئر پیچ کی بھی ضرورت تھی۔ REFCLK سگنل ان پٹ سسٹم کے لیے بالکل ضروری ہے، لیکن ماڈیول پر یہ FMC کنیکٹر کی غلط ٹانگوں تک جاتا ہے اور اس کے مطابق، FPGA کی دائیں ٹانگوں تک نہیں جاتا۔ مجھے ایک پیچ لگانا پڑا، جو نیچے دی گئی تصویر میں دیکھا جا سکتا ہے - دو سرخ تاریں۔ یقیناً شکوک و شبہات تھے کہ یہ کام کرے گا۔ گھڑی کی رفتار 375 میگاہرٹز پر زیادہ ہے اور پیچ خوفناک ہے۔ لیکن نظام نے مقابلہ کیا۔
پورا کچن ایسا لگتا ہے۔
یہاں آپ ایک اچھا I/O سسٹم، ایک FMC126P بورڈ، اور AD9208-3000EBZ میزانین والا کمپیوٹر دیکھ سکتے ہیں۔ جنریٹروں میں سے: ADC کو کلاک کرنے کے لیے 3000 MHz جنریٹر، REFCLK کے لیے 770 MHz جنریٹر۔ SMA کنیکٹر والی کیبلز جنریٹرز کو جوڑتی ہیں اور ان پٹ سگنل فراہم کرتی ہیں۔
ADC آؤٹ پٹ سے خام ڈیٹا کی رفتار، اگر آپ تفصیل میں نہیں جاتے ہیں، تو دو چینلز سے 12 GB/s ہے۔ پیمائش کے مطابق اور FMC126P بورڈ کے مینوفیکچرر کے اعلان کے مطابق، زیادہ سے زیادہ ان پٹ اسپیڈ 5 GB/s ہے۔ لہذا، ہم نے ADC میں صرف ایک چینل کا استعمال کیا اور اسے AD9208 میں بنائے گئے DDC (ڈیجیٹل ڈاؤن کنورٹر) کے ذریعے چار کی کمی کے ساتھ پاس کیا۔ اس طرح، ڈیٹا کا بہاؤ 3 GB/s تھا (سمپلنگ فریکوئنسی 750 میگاہرٹز، 16 بٹ کمپلیکس سگنل)۔
یہ چیک کرنا کہ سسٹم کے پاس نمونے ریکارڈ کرنے کا وقت بہت آسان ہے: آپ کو صرف FPGA FIFO اسٹیٹس کے چپچپا بٹس کی نگرانی کرنے کی ضرورت ہے۔ اگر رات بھر کوئی FIFO اوور فلو ایونٹس نہیں تھے، تو بٹ سیٹ نہیں کیا جائے گا۔ اور ہم خوشی سے کہتے ہیں کہ پڑھنے کا کوئی نقصان نہیں ہوا۔ ہم سب سے پہلے چیک کرتے ہیں کہ لیچنگ اسٹیٹس بٹس کام کر رہے ہیں۔ ہم اس بات کو یقینی بنانے کے لیے فائل سے سگنل کی شکل کو بھی دیکھتے ہیں کہ پکڑے گئے ADC سگنل کا معیار دستاویزات سے مطابقت رکھتا ہے۔
لیکن اس طرح کے ان پٹ سسٹم کے لیے کون سا سگنل قابل ہو گا؟ یقینا اگلے ٹیبل سے UWB!
خوش قسمتی سے، ہم نے ڈرون پوزیشننگ سسٹم کے لیے 4 GHz چینل فریکوئنسی کا انتخاب کیا۔ یہ DW4 اصطلاحات میں چینلز 2 اور 1000 سے مطابقت رکھتا ہے (ڈیٹا شیٹ کا شکل 13)۔ ہم نے اس فریکوئنسی کے لیے بورڈ میں ایک اینٹینا بنایا، یا، بہتر کہا، اس حد کے لیے۔ اتنے وسیع بینڈ پر اسے مربوط کرنا آسان نہیں تھا۔ لیکن بات شہوانی، شہوت انگیز نکلی! کچھ کہتے ہیں کہ یہ کانوں سے... علامت کی طرح لگتا ہے۔
4 میگاہرٹز بینڈوڈتھ کے ساتھ 500 گیگا ہرٹز سگنل تیسرے Nyquist بینڈ کے اندر آتا ہے اور اس میں الیاسنگ سے بچنے کے لیے کافی گارڈ وقفے ہوتے ہیں۔ لہذا، ہم نے آسانی سے DW1000 سگنل کو AD9208 ADC ان پٹ سے براہ راست منسلک کیا۔
ہمیں دو فائلیں موصول ہوئیں: ایک PRF فریکوئنسی 64 MHz کے ساتھ، دوسری - 16 MHz۔ ٹرانسمیشن کی رفتار DW1000 - 110 kbit/s کے لیے کم از کم مقرر کی گئی تھی۔
یہ فائل، یہ . ہوشیار رہو، فائلیں بہت بڑی ہیں!
پہلی فائل میں ہم دیکھتے ہیں کہ تقریباً 750 نمونے یا 1000 نینو سیکنڈ تک چلنے والے پیکٹ ہیں۔
دوسری فائل میں، پیکٹ چار گنا چھوٹے ہیں۔
اور یہ UWB فزیکل پرت کے لحاظ سے IEEE 802.15.4-2011 کے معیار سے پوری طرح مطابقت رکھتا ہے:
پیکٹ کے اندر کی ماڈیولیشن فیز ماڈیولیشن سے ملتی جلتی ہے، جو BPSK کے معیار میں بیان کردہ سے بھی مطابقت رکھتی ہے۔ آپ خود انٹرنیٹ پر معیاری تلاش کر سکتے ہیں، "IEEE 802.15.4-2011" تلاش کریں۔
اگر آپ آبزرویشن ٹائم ونڈو کو تھوڑا سا بڑھاتے ہیں، تو آپ پیکٹوں کی ناہمواری بھی دیکھ سکتے ہیں، جو کہ ہائبرڈ ماڈیولیشن IEEE 802.15.4-2011 UWB - پوزیشن فیز (BPM-BPSK) کی تفصیل سے مماثل ہے۔
عام طور پر، میں DW1000 چپ اور اس UWB PHY کی ماڈیولیشن کو ایک بم سمجھتا ہوں، اس کا مطلب کچھ بھی ہو، ایک فوجی JTIDS کی سطح پر۔ یہ میرا نیا مشغلہ ہے۔ جاری ہے!
ایک طرف، ہم DW1000 کو کھودیں گے، دوسری طرف، ہم IEEE 802.15.4 معیار سے نمٹیں گے۔
ماخذ: www.habr.com