FPGA va SDR asosidagi ochiq Wi-Fi chipini amalga oshirish bilan OpenWifi loyihasi

Oxirgi FOSDEM 2020 konferentsiyasida taqdim etildi qoralama ochiq wifi, to'liq Wi-Fi 802.11a/g/n stekining birinchi ochiq ilovasini ishlab chiqish, signal shakli va modulyatsiyasi dasturiy ta'minotda (SDR, Software Defined Radio) ko'rsatilgan. OpenWifi simsiz qurilmaning barcha komponentlarini, shu jumladan oddiy simsiz adapterlarda tekshirib bo'lmaydigan chiplar darajasida amalga oshiriladigan past darajadagi qatlamlarni to'liq boshqariladigan amalga oshirishni yaratishga imkon beradi. Kod dasturiy ta'minot komponentlari, shuningdek diagrammalar va tavsiflar FPGA uchun Verilog tilidagi apparat bloklari AGPLv3 litsenziyasi ostida tarqatiladi.

Ko'rsatilgan ishchi prototipning apparat komponenti Xilinx Zynq FPGA va AD9361 universal transiveriga (RF) asoslangan. OpenWifi SoftMAC arxitekturasidan foydalanadi, bu haydovchi tomonida asosiy 802.11 simsiz stekini (yuqori MAC) amalga oshirishni va FPGA tomonida past MAC qatlami mavjudligini nazarda tutadi. Simsiz stek Linux yadrosi tomonidan taqdim etilgan mac80211 quyi tizimidan foydalanadi. SDR bilan o'zaro aloqa maxsus drayver orqali amalga oshiriladi.

Asosiy xususiyatlari:

• 802.11a/g uchun toʻliq qoʻllab-quvvatlash va 802.11n MCS 0~7 uchun qisman qoʻllab-quvvatlash (hozircha faqat PHY rx). 802.11axni qo'llab-quvvatlash rejalari mavjud;
• Tarmoqli kengligi 20 MGts va chastota diapazoni 70 MGts dan 6 GGts gacha;
• Ishlash tartibi: Maxsus (mijoz qurilmalari tarmog'i), kirish nuqtasi, stantsiya va monitoring;
• FPGA tomonida havola qatlami protokolini amalga oshirish DCF (Taqsimlangan muvofiqlashtirish funktsiyasi), CSMA/CA usuli yordamida. Kadrni qayta ishlash vaqtini ta'minlaydi (SIFS) 10us darajasida;
• Konfiguratsiya qilinadigan kanalga kirishning ustuvor parametrlari: RTS/CTS davomiyligi, CTS-to-self, SIFS, DIFS, xIFS, slot vaqti va boshqalar.
• Vaqtni kesish (Vaqtni kesish) MAC manziliga asoslangan;
• Osonlik bilan o'zgaruvchan tarmoqli kengligi va chastotasi:
  2ah uchun 802.11MHz va 10p uchun 802.11MHz;

Hozirda OpenWifi taqdim etadi qo'llab-quvvatlash FPGA-ga asoslangan SDR platformalari
Xilinx ZC706 Analog qurilmalar FMCOMMS2/3/4 qabul qiluvchilar, shuningdek to'plamlar (FPGA + RF) ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-BOB va ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-FMC. Yuklash uchun tuzilgan tugallangan rasm ARM Linux asosidagi SD kartalar. ADRV9364Z7020 SOM + ADRV1CRR-BOB, Xilinx zed + FMCOMMS2/3/4, Xilinx ZCU102 + FMCOMMS2/3/4 va qo'llab-quvvatlash rejalari mavjud.
Xilinx ZCU102 + ADRV9371. Birinchi OpenWifi prototipidagi komponentlarning narxi taxminan 1300 evroni tashkil etdi, ammo arzonroq platalarga o'tkazish davom etmoqda. Misol uchun, asoslangan yechim narxi Analog qurilmalar ADRV9364-Z7020 700 evro bo'ladi, va asosida ZYNQ NH7020 - 400 evro.

Mijozni TL-WDN4200 N900 USB adapteri bilan OpenWifi-ga asoslangan kirish nuqtasiga ulash samaradorligini sinovdan o'tkazish bizga kirish nuqtasidan mijozga ma'lumotlarni uzatishda 30.6Mbps (TCP) va 38.8Mbps (UDP) o'tkazish qobiliyatiga erishishga imkon berdi. Mijozdan kirish nuqtasiga uzatilganda 17.0 Mbit / s (TCP) va 21.5 Mbit / s (UDP). Boshqaruv uchun ifconfig va iwconfig kabi standart Linux yordam dasturlari, shuningdek, netlink orqali ishlaydigan va SDR ishlashini past darajada boshqarish imkonini beruvchi ixtisoslashtirilgan sdrctl yordam dasturidan foydalanish mumkin (registrlarni boshqarish, vaqt oralig'i sozlamalarini o'zgartirish, va boshqalar.).

Wi-Fi to'plami bilan tajriba o'tkazayotgan boshqa ochiq loyihalar qatorida biz loyihani qayd etishimiz mumkin WimeIEEE 802.11 a/g/p standartini ishlab chiqish uzatuvchi GNU Radio va oddiy shaxsiy kompyuterga asoslangan. Dasturiy ta'minot ochiq 802.11 simsiz steklari ham loyihalarni ishlab chiqmoqda Ziriya и Zorox (Microsoft Research Software Radio).

Manba: opennet.ru