Evrensel Yazılım Radyo Çevre Birimi - Universal Software Radio Peripheral
Universal Software Radio Peripheral ( USRP ), Ettus Research ve ana şirketi National Instruments tarafından tasarlanan ve satılan bir dizi yazılım tanımlı telsizdir . Matt Ettus liderliğindeki bir ekip tarafından geliştirilen USRP ürün ailesi, araştırma laboratuvarları, üniversiteler ve hobiler tarafından yaygın olarak kullanılmaktadır.
Çoğu USRP, ana bilgisayar tabanlı yazılımın USRP donanımını kontrol etmek ve verileri iletmek / almak için kullandığı yüksek hızlı bir bağlantı aracılığıyla bir ana bilgisayara bağlanır. Bazı USRP modelleri, bir ana bilgisayarın genel işlevselliğini , USRP aygıtının bağımsız bir şekilde çalışmasına izin veren gömülü bir işlemciyle bütünleştirir .
USRP ailesi erişilebilirlik için tasarlanmıştır ve ürünlerin çoğu açık kaynaklı donanımdır . Belirli USRP modelleri için kart şemaları ücretsiz olarak indirilebilir; tüm USRP ürünleri, ücretsiz ve açık kaynaklı bir yazılım olan açık kaynaklı UHD sürücüsü ile kontrol edilmektedir . USRP'ler, karmaşık yazılım tanımlı radyo sistemleri oluşturmak için genellikle GNU Radyo yazılım paketiyle birlikte kullanılır .
Tasarım (değiştir | kaynağı değiştir)
USRP ürün ailesi, benzer bir mimari kullanan çeşitli modeller içerir. Bir anakart, aşağıdaki alt sistemleri sağlar: saat üretimi ve senkronizasyonu, FPGA , ADC'ler , DAC'ler , ana bilgisayar işlemci arabirimi ve güç düzenleme. Bunlar, sinyallerin temel bant işlenmesi için gerekli olan temel bileşenlerdir. Ek kart adı verilen modüler bir ön uç, yukarı / aşağı dönüştürme, filtreleme ve diğer sinyal koşullandırma gibi analog işlemler için kullanılır. Bu modülerlik, USRP'nin DC ve 6 GHz arasında çalışan uygulamalara hizmet etmesine izin verir.
Stok konfigürasyonunda FPGA , sonuçta analog alandaki gerçek sinyallerden dijital alandaki daha düşük oranlı, karmaşık, temel bant sinyallerine çeviri sağlayan birkaç DSP işlemi gerçekleştirir . Çoğu kullanım durumunda, bu karmaşık örnekler, DSP işlemlerini gerçekleştiren bir ana bilgisayar işlemcisi üzerinde çalışan uygulamalara / uygulamalardan aktarılır. FPGA'nın kodu açık kaynaklıdır ve FPGA'da yüksek hızlı, düşük gecikmeli işlemlerin gerçekleşmesine izin verecek şekilde değiştirilebilir.
Yazılım
USRP donanım sürücüsü (UHD), Ettus Research tarafından USRP ürün ailesiyle kullanılmak üzere sağlanan aygıt sürücüsüdür. Linux, MacOS ve Windows platformlarını destekler. GNU Radio, LabVIEW, MATLAB ve Simulink gibi çeşitli çerçeveler UHD kullanır. UHD tarafından sağlanan işlevselliğe, C ++ için yerel destek sağlayan UHD API ile de doğrudan erişilebilir. C ++ işlevlerini içe aktarabilen diğer diller de UHD'yi kullanabilir. Bu, örneğin, Python'da SWIG aracılığıyla gerçekleştirilir.
UHD, USRP ürün ailesi genelinde taşınabilirlik sağlar. Belirli bir USRP modeli için geliştirilen uygulamalar, örnekleme oranlarına ve diğer parametrelere uygun şekilde dikkat edilirse diğer USRP modellerini destekleyecektir.
Birkaç yazılım çerçevesi UHD'yi destekler:
- GNU Radyo , yazılım tanımlı radyolar geliştirmek için kullanılabilen bir Özgür / Libre araç takımıdır. Bu çerçeve, kullanımı kolay bir uygulama programlama ortamı sağlarken DSP performansını optimize etmek için C ++ ve Python kombinasyonunu kullanır. GNU Radio Companion , GNU Radio ile sağlanan grafiksel bir programlama ortamıdır.
- National Instruments , işlevsel olarak Ettus Research USRP N210'a eşdeğer olan NI USRP 292x serisini satmaktadır. NI, NI-USRP Sürücüsüyle bu aygıt için LabVIEW desteği de sunar.
- USRP N210 ve USRP2, MATLAB ve Simulink tarafından desteklenmektedir . Bu paket, eklentileri ve her iki cihazla birlikte kullanım için birkaç örnek içerir.
- Birçok kullanıcı kendi özel çerçeveleriyle geliştirir. Bu durumda USRP cihazına UHD API ile erişilebilir. API'nin nasıl kullanılacağını gösteren UHD ile sağlanan örnekler de vardır.
Ürün:% s
Ağ bağlantılı seriler
USRP N200 ve USRP N210, veri yolu serisinden daha yüksek dinamik aralık ve daha yüksek bant genişliği sağlayan yüksek performanslı USRP cihazlarıdır. Bir Gigabit Ethernet arayüzü kullanarak , Ağ Bağlantılı Serideki cihazlar 50 MS / sn'ye kadar karmaşık, ana bant örneklerini ana bilgisayara / ana bilgisayardan aktarabilir. Bu seri ikili, 14 bit, 100 MS / s ADC ve çift 16 bit, 400 MS / s DAC kullanır. Bu seri ayrıca, bu serideki iki cihazı senkronize etmek için kullanılabilen bir MIMO genişletme portu sağlar . Bu, MIMO sistemleri için önerilen çözümdür.
X300 ve X310, iki tam çift yönlü ek kart yuvası içeren ve tam 200 MS / sn DAC ve ADC içeren üçüncü nesil USRP'lerdir. Ağ arayüzü olarak, SFP + üzerinden 10GBase, tam çift yönlü çalışmada her iki kanalda tam 200 MS / s'ye izin verir.
N300, N310, N320 ve N321, doğrulanabilir yazılım dağıtımları için SFP + bağlantısı, 200 MS / s'ye kadar ve isteğe bağlı olarak yerel osilatörlerin ve TPM modüllerinin paylaşılmasını sağlayan mevcut çift kanallı modellerdir.
Otobüs serisi
Ettus Research Bus Serisindeki tüm ürünler, örnekleri ana bilgisayara / bilgisayardan aktarmak için bir USB 2.0 veya USB 3.0 arayüzü kullanır.
Gömülü seriler
Gömülü Seri, diğer USRP cihazlarının aynı işlevselliğini bir OMAP 3 gömülü işlemciyle birleştirir. Kasım 2014'te piyasaya sürülen E310, çok kompakt, gömülü bir USRP için Zynq SoC platformunu ve Analog Devices AD9361 RFIC'yi kullanıyor. Bu ailedeki cihazların çalışması için harici bir PC'ye bağlanmasına gerek yoktur. Gömülü Seri, bağımsız çalışma gerektiren uygulamalar için tasarlanmıştır.
Üretimi durdurulan modeller
USRP2, USRP'den sonra geliştirildi ve ilk olarak Eylül 2008'de kullanıma sunuldu. Ömrünün sonuna ulaştı ve yerini USRP N200 ve USRP N210 aldı. USRP2'nin, USRP2'ye paralel olarak satılmaya devam eden orijinal USRP'nin yerini alması amaçlanmadı. Bu birinci nesil USRP artık halka açık değil.
E100 serisi yerleşik USRP'ler artık mevcut değildir.
Kız kartı modülleri
Orijinal USRP, USRP2, USRP E1xx, USRP N2xx ve X3xx aileleri, RF ön ucu olarak hizmet veren değiştirilebilir yardımcı kart modüllerine sahip modüler bir mimariye sahiptir. Çeşitli yardımcı kart modülü sınıfları mevcuttur: Alıcılar, Vericiler ve Alıcı-Vericiler.
- Verici yardımcı kart modülleri, bir çıkış sinyalini daha yüksek bir frekansa modüle edebilir
- Alıcı yardımcı kart modülleri bir RF sinyali alabilir ve bunu ana banda dönüştürebilir
- Alıcı-verici yardımcı kart modülleri, bir Verici ve Alıcının işlevselliğini birleştirir.
USRP B2xx ve E3xx, değiştirilebilir bağlantı kartlarına sahip değildir. N3xx serisi, AD9371 ön ucuna sahip JESD204B'ye bağlı bir yardımcı karta sahiptir , ancak şu anda ticari olarak hiçbir alternatif yardımcı kart bulunmamaktadır.