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什么是软件无线电?
软件定义的无线电(Software Defined Radio,SDR) 是一种无线电广播通信技术,它基于软件定义的无线通信协议,而非通过硬连线实现。频带、空中接口协议和功能可通过软件下载和更新来升级,而不用完全更换硬件。 以前,在开发无线电通信设备时,工程师必须先开发用于接收并处理特定信号的接收机,来对特定信号传输进行解码或编码。
随着数字信号处理与其算法越来越复杂,这些信号处理的平台也变得越来越复杂,通常需要较为高速的ADC、FPGA以及能将实时数据串流到计算机平台的连接芯片等,每个系统所对应的硬件平台不一定是一样的,这就带来了巨大的开发成本。通过使用软件无线电(SDR)设备进行模拟信号处理,在相同的硬件平台上可以同时兼容运行各种不同的软件程序,不仅节约了开发成本,也提高了开发新系统的效率。
02
什么是ADALM-PLUTO
ADALM-PLUTO 是ADI公司基于其RF捷变收发器芯片AD9363,开发的一款便携软件定义无线电学习模块,该模块不仅可应用于课堂,向学生介绍软件定义无线电 (SDR)、射频 (RF) 和通信的基础知识,也可以作为学生、工程师或者爱好者上手软件无线电的学习开发利器。它将理论和实际运用结合起来,连接上主机时,它就能充当一个便携式实验室,随时开始你的无线通信学习之旅。在MATLAB,simulink和GNUradio等各种软件的加持下,你可以使用用户图形界面(GUI)进行你的设计,更加直观、方便,让学习开发过程更加便捷,帮助使用者高效地学习、工作和探索。
它体积小巧,可以轻松装进衣服口袋或者背包中,使用灵活,采用配备默认固件的USB端口供电。该模块支持OS XTM、WindowsTM和LinuxTM,因此使用者可以在不同的时间、不同的设备上学习和探索RF系统。
所以ADALM-PLUTO是适用于所有人的。
至于硬件结构,如上图所示。其核心为一块Xilinx Zynq-7000 XC7Z010 FPGA。Zynq-7000设备配备了双核ARM Cortex-A9处理器,该处理器集成了基于28nm的Artix-7或Kintex-7的可编程逻辑,从而具有出色的每瓦性能和最大的设计灵活性。Zynq-7000器件具有多达660万个逻辑单元,并提供范围从6.25Gb/s至12.5Gb/s的收发器,可为多种嵌入式应用(包括多摄像机驱动器辅助系统和4K2K超高清电视)提供高度差异化的设计。
在RF上,ADALM-PLUTO基于AD9363,分别配备了可在全双工模式下工作的一条接收通道和一条发射通道。该模块能够以高达61.44MSPS的采样速率和20MHz的带宽产生和测量频率范围在325MHz到3800MHz之间的RF模拟信号。
作为射频前端芯片的AD9363是一款高性能、高度集成的RF收发器,设计用于3G和4G毫微波蜂窝应用。该器件的可编程性和宽带能力使其成为多种收发器应用的理想选择。该器件集RF前端与灵活的混合信号基带部分为一体,集成频率合成器,为处理器提供可配置数字接口,从而简化设计导入。它的工作频率范围为325 MHz至3.8 GHz,涵盖大部分特许执照和免执照频段。支持的通道带宽范围为200 kHz以下至20 MHz。
ADALM-PLUTO里的功率器件则为FPGA、射频前端、DDR与FLASH提供电能。
在高速信号处理系统中,需要缓存高速、大量的数据,存储器的选择与应用已成为系统实现的关键所在。Micron DDR3L是一种高速CMOS、动态随机访问存储器, 它采用双倍数据速率结构来完成高速操作。SDR SDRAM一个时钟周期只能传输一个数据位宽的数据,因此在相同的数据总线宽度和工作频率下, DDR SDRAM的总线带宽比SDR SDRAM的总线带宽提高了一倍。
QSPI Flash是一种具有电可擦除的可编程ROM存储器,掉电内容不会丢失,按接口可以分为两大类:并行Flash和串行Flash。并行Flash存储量大,速度快;而串行Flash存储量相对较小,但体积小,连线简单,可减小电路面积,节约成本。QSPI Flash是内嵌SPI总线接口的串行Flash,它比起传统的并行总线接口Flash,节省了很多的I/O口资源。
ADALM-PLUTO对比市面上其他软件无线电平台,其最大优点在于其优质的软件生态环境。它的设计资料完全开源,而且非常详细,同时还有活跃的开发者社区供广大开发者、学习者交流讨论。其硬件平台在保证了性能、品质的情况下还能做到低廉的价格,是其他昂贵软件无线电开发平台所做不到的事情。
总的来说,ADALM-PLUTO是一款高性能、小体积、简单易用的软件无线电平台,非常适合软件无线电的初学者乃至专业工程师使用,帮助更多的人更高效率地学习、工作和探索。
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ADALM PLUTO能用来做什么?
前面提到,PLUTO适用于所有人,能做的事情非常的多。下面是它的三个典型应用案例。期待大家能在Funpack活动里、在新的一年里用它做出更多有趣的应用。
ADALM-PLUTO QO-100卫星全双工收发器
责任编辑:xj
原文标题:射频、无线通信最好的口袋实验平台PLUTO SDR - Digi-Key Funpack一起玩第五期来了
文章出处:【微信公众号:FPGA入门到精通】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。
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