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什么是ADALM-PLUTO

電子森林 ? 來源:FPGA入門到精通 ? 作者:FPGA入門到精通 ? 2021-01-06 16:28 ? 次閱讀
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什么是軟件無線電?

軟件定義的無線電(Software Defined Radio,SDR) 是一種無線電廣播通信技術,它基于軟件定義的無線通信協(xié)議,而非通過硬連線實現(xiàn)。頻帶、空中接口協(xié)議和功能可通過軟件下載和更新來升級,而不用完全更換硬件。 以前,在開發(fā)無線電通信設備時,工程師必須先開發(fā)用于接收并處理特定信號的接收機,來對特定信號傳輸進行解碼或編碼。

隨著數(shù)字信號處理與其算法越來越復雜,這些信號處理的平臺也變得越來越復雜,通常需要較為高速的ADC、FPGA以及能將實時數(shù)據(jù)串流到計算機平臺的連接芯片等,每個系統(tǒng)所對應的硬件平臺不一定是一樣的,這就帶來了巨大的開發(fā)成本。通過使用軟件無線電(SDR)設備進行模擬信號處理,在相同的硬件平臺上可以同時兼容運行各種不同的軟件程序,不僅節(jié)約了開發(fā)成本,也提高了開發(fā)新系統(tǒng)的效率。

02

什么是ADALM-PLUTO

ADALM-PLUTO 是ADI公司基于其RF捷變收發(fā)器芯片AD9363,開發(fā)的一款便攜軟件定義無線電學習模塊,該模塊不僅可應用于課堂,向?qū)W生介紹軟件定義無線電 (SDR)、射頻 (RF)和通信的基礎知識,也可以作為學生、工程師或者愛好者上手軟件無線電的學習開發(fā)利器。它將理論和實際運用結合起來,連接上主機時,它就能充當一個便攜式實驗室,隨時開始你的無線通信學習之旅。在MATLAB,simulink和GNUradio等各種軟件的加持下,你可以使用用戶圖形界面(GUI)進行你的設計,更加直觀、方便,讓學習開發(fā)過程更加便捷,幫助使用者高效地學習、工作和探索。

它體積小巧,可以輕松裝進衣服口袋或者背包中,使用靈活,采用配備默認固件的USB端口供電。該模塊支持OS XTM、WindowsTM和LinuxTM,因此使用者可以在不同的時間、不同的設備上學習和探索RF系統(tǒng)。

所以ADALM-PLUTO是適用于所有人的。

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至于硬件結構,如上圖所示。其核心為一塊Xilinx Zynq-7000 XC7Z010 FPGA。Zynq-7000設備配備了雙核ARM Cortex-A9處理器,該處理器集成了基于28nm的Artix-7或Kintex-7的可編程邏輯,從而具有出色的每瓦性能和最大的設計靈活性。Zynq-7000器件具有多達660萬個邏輯單元,并提供范圍從6.25Gb/s至12.5Gb/s的收發(fā)器,可為多種嵌入式應用(包括多攝像機驅(qū)動器輔助系統(tǒng)和4K2K超高清電視)提供高度差異化的設計。

在RF上,ADALM-PLUTO基于AD9363,分別配備了可在全雙工模式下工作的一條接收通道和一條發(fā)射通道。該模塊能夠以高達61.44MSPS的采樣速率和20MHz的帶寬產(chǎn)生和測量頻率范圍在325MHz到3800MHz之間的RF模擬信號。

作為射頻前端芯片的AD9363是一款高性能、高度集成的RF收發(fā)器,設計用于3G和4G微波蜂窩應用。該器件的可編程性和寬帶能力使其成為多種收發(fā)器應用的理想選擇。該器件集RF前端與靈活的混合信號基帶部分為一體,集成頻率合成器,為處理器提供可配置數(shù)字接口,從而簡化設計導入。它的工作頻率范圍為325 MHz至3.8 GHz,涵蓋大部分特許執(zhí)照和免執(zhí)照頻段。支持的通道帶寬范圍為200 kHz以下至20 MHz。

ADALM-PLUTO里的功率器件則為FPGA、射頻前端、DDR與FLASH提供電能。

在高速信號處理系統(tǒng)中,需要緩存高速、大量的數(shù)據(jù),存儲器的選擇與應用已成為系統(tǒng)實現(xiàn)的關鍵所在。Micron DDR3L是一種高速CMOS、動態(tài)隨機訪問存儲器, 它采用雙倍數(shù)據(jù)速率結構來完成高速操作。SDR SDRAM一個時鐘周期只能傳輸一個數(shù)據(jù)位寬的數(shù)據(jù),因此在相同的數(shù)據(jù)總線寬度和工作頻率下, DDR SDRAM的總線帶寬比SDR SDRAM的總線帶寬提高了一倍。

QSPI Flash是一種具有電可擦除的可編程ROM存儲器,掉電內(nèi)容不會丟失,按接口可以分為兩大類:并行Flash和串行Flash。并行Flash存儲量大,速度快;而串行Flash存儲量相對較小,但體積小,連線簡單,可減小電路面積,節(jié)約成本。QSPI Flash是內(nèi)嵌SPI總線接口的串行Flash,它比起傳統(tǒng)的并行總線接口Flash,節(jié)省了很多的I/O口資源。

ADALM-PLUTO對比市面上其他軟件無線電平臺,其最大優(yōu)點在于其優(yōu)質(zhì)的軟件生態(tài)環(huán)境。它的設計資料完全開源,而且非常詳細,同時還有活躍的開發(fā)者社區(qū)供廣大開發(fā)者、學習者交流討論。其硬件平臺在保證了性能、品質(zhì)的情況下還能做到低廉的價格,是其他昂貴軟件無線電開發(fā)平臺所做不到的事情。

總的來說,ADALM-PLUTO是一款高性能、小體積、簡單易用的軟件無線電平臺,非常適合軟件無線電的初學者乃至專業(yè)工程師使用,幫助更多的人更高效率地學習、工作和探索。

03

ADALM PLUTO能用來做什么?

前面提到,PLUTO適用于所有人,能做的事情非常的多。下面是它的三個典型應用案例。期待大家能在Funpack活動里、在新的一年里用它做出更多有趣的應用。

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ADALM-PLUTO QO-100衛(wèi)星全雙工收發(fā)器

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責任編輯:xj

原文標題:射頻、無線通信最好的口袋實驗平臺PLUTO SDR - Digi-Key Funpack一起玩第五期來了

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