Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 105
Спасибо! Я пропустил такую новость.
Но жрать такая штука должна очень много.
Для мобильных штук не пойдет, я думаю.
Но жрать такая штука должна очень много.
Для мобильных штук не пойдет, я думаю.
Да, этот изъян пока решается только выпуском ASIC'а. Но в мобильных приложениях прочно засели монстры типа Qualcomm, там тяжело конкурировать.
Другое дело возимые девайсы…
Другое дело возимые девайсы…
27 ватт. Это не описка?
К сожалению, нет. Эта цифра вполне согласуется с моей практикой. У меня сейчас на столе лежит фронтенд на 8 голов, АЦП 14-разрядные. Ест 15 Вт. А в этой микрухе ещё ЦАПы.
Нынешний Zynq ест около 3-5 Вт в зависимости от нагрузки.
Нынешний Zynq ест около 3-5 Вт в зависимости от нагрузки.
Ну это означает, что на нем только военку сделать. Или всяких стационарных монстров. GEOS-3 берет где-то до 0.2 ватта, вот с ним и надо сравнивать…
Помимо перечисленных есть большой пласт возимых устройств: automotive, сельское хозяйство, стройка — интересные направления, где ещё не все карты разыграны.
Вентилятор на стройке? Вентилятор на поле? Не, или вентиляторное охлаждение — или outdoor с пылью. :-)
Да, такая проблема есть. Младшие камни серии позволяют обойтись без вентилятора, но с топовыми такое не проходит.
В RFSoC у них каждый АЦП и ЦАП дает 1Вт потребления. Тогда для двухчастотного навигационного приемника (нужны только 2 АЦП) можно уложиться в 5 Вт.
В RFSoC у них каждый АЦП и ЦАП дает 1Вт потребления. Тогда для двухчастотного навигационного приемника (нужны только 2 АЦП) можно уложиться в 5 Вт.
Ну в общем это не конкурент для GEOS. Вот если бы в тот же кристалл вторичку затолкать (тот же PPP-RTK или угломер) — вот тогда это конкурент нынешней схеме с двумя SoC (в приемнике и в плате).
У нас весь угломер укладывает в один-два ватта (могу уточнить у коллеги). То есть питаемся просто от штатного USB.
Надеюсь, что если частоту семплинга снизить до 80 мегагерц на канал, то энергопотребление придет в разумные рамки.
У нас весь угломер укладывает в один-два ватта (могу уточнить у коллеги). То есть питаемся просто от штатного USB.
Надеюсь, что если частоту семплинга снизить до 80 мегагерц на канал, то энергопотребление придет в разумные рамки.
Потребление там высокое из-за многоразрядности, чтобы его снизить до привычного нам уровня нужно сделать два хода:
1. Понизить частоту
2. Снизить разрядность до 2
Ни того, ни другого не предвидится.
А вторичка в этот кристалл влезает с запасом!
Там два отдельных камня, каждый под ГГц.
Первый для решения вопросов радиотехники с двумя ядрами. Легко можно один забить под сигнальную обработку, второй под вторичку.
Но если этого не хватит — есть ещё пользовательский на 4 ядра.
1. Понизить частоту
2. Снизить разрядность до 2
Ни того, ни другого не предвидится.
А вторичка в этот кристалл влезает с запасом!
Там два отдельных камня, каждый под ГГц.
Первый для решения вопросов радиотехники с двумя ядрами. Легко можно один забить под сигнальную обработку, второй под вторичку.
Но если этого не хватит — есть ещё пользовательский на 4 ядра.
Проблема сделать угломер на одном устройстве — это проблема know how. Одни команды умеют делать первичку, другие вторичку. И каждая имеет вагон know how, которым очень не хочет делиться.
А потом — какие выгоды у угломера на таком ядре? Ну разве что размеры меньше.
1 бит дельта-сигма модуляции на 80 Мгц — вроде достаточно для GPS?
А потом — какие выгоды у угломера на таком ядре? Ну разве что размеры меньше.
1 бит дельта-сигма модуляции на 80 Мгц — вроде достаточно для GPS?
какие выгоды у угломера на таком ядре?
Этот чип просто снизит порог вхождения в тему. Как, скажем, снизила NT1065.
По сравнению с решениями на Геос и NV08C появится возможность работать по сигналам нескольких частотных диапазонов. L3 для угломера был бы сказкой — полоса большая, значительно многолучевость упадет.
Можно подробнее про L3?
Сейчас спутников с L3 мало, но если бы он излучался каждым аппаратом, то мы бы получили сигнал с полосой в 20 МГц. А значит, в 10-20 раз меньше страдали от многолучевости.
У него есть и недостаток — длина волны побольше, но там несущественный проигрыш.
У него есть и недостаток — длина волны побольше, но там несущественный проигрыш.
Не понимаю, почему полоса в 20 мегагерц защищает от многолучевости? И в какой ситуации она защищает?
Улица идет с севера на юг, с двух сторон — железобетонные дома. Сигнал спутника с западной стороны идет через дом и сильно ослабляется. Он же = отражается домом с восточной стороны и приходит с уровнем повыше прямого приема.
Чем тут поможет широкая полоса?
Улица идет с севера на юг, с двух сторон — железобетонные дома. Сигнал спутника с западной стороны идет через дом и сильно ослабляется. Он же = отражается домом с восточной стороны и приходит с уровнем повыше прямого приема.
Чем тут поможет широкая полоса?
Интерференционная картина очень зависит от частоты. В широкополосном сигнале будет некоторый узкий «выкол» в частотной области, но в целом энергия все же останется, а узкополосный сигнал может быть подавлен интерференционным нулём полностью.
> Улица идет с севера на юг, с двух сторон — железобетонные дома. Сигнал спутника с западной стороны идет через дом и сильно ослабляется.
Городские каньоны это отдельная головная боль в ГНСС. Однако, учитывая множественные переотражения перед приходом отраженного сигнала, он ослабляется до такой степени, что за ним становится проблематично следить. Основная проблема городских каньонов не в работе по отраженным сигналам, а по малому количеству видимых спутников вообще. Из-за этого страдает геометрический фактор и точность в целом. Японцы свою QZSS сделали именно для работы в таких условиях.
От многолучевости увеличенная полоса помогает следующим образом: при слежении многолучёвые сигналы воздействуют на основной только в пределах корреляционного пика (точнее даже будет сказать его спада, т.к. отражённый сигнал всегда приходит с задержкой). Чем шире полоса, тем уже корреляционный пик. Соответственно, при равных условиях, меньшее количество сигналов влияет на слежение.
Городские каньоны это отдельная головная боль в ГНСС. Однако, учитывая множественные переотражения перед приходом отраженного сигнала, он ослабляется до такой степени, что за ним становится проблематично следить. Основная проблема городских каньонов не в работе по отраженным сигналам, а по малому количеству видимых спутников вообще. Из-за этого страдает геометрический фактор и точность в целом. Японцы свою QZSS сделали именно для работы в таких условиях.
От многолучевости увеличенная полоса помогает следующим образом: при слежении многолучёвые сигналы воздействуют на основной только в пределах корреляционного пика (точнее даже будет сказать его спада, т.к. отражённый сигнал всегда приходит с задержкой). Чем шире полоса, тем уже корреляционный пик. Соответственно, при равных условиях, меньшее количество сигналов влияет на слежение.
То есть вы хотите сказать, что влиять будет лишь многолучевость с небольшим временем задержки? А можно в цифрах? То есть что есть сейчас на L1 и что будет на L3?
Более-менее удается специальными методами обработки отсечь отраженные сигналы отстающие более чем на 1/5 длительности чипа. То есть с разностью хода более 100 метров для GlnL1OF и более 3 метров для GlnL3OC. А 3 метра — это уже окрестность потребителя, там всё понятно. На крайний случай, можно снять карту многолучевости и учесть в измерениях.
А от фуры в соседнем ряду — удлинение 2-3 метра максимум. И никакой карты — нас фура просто обгоняет.
Если бы хоть информацию иметь, что на таком-то спутнике может быть есть многолучевость… Тогда можно было бы решиться на оставшихся спутниках и удержать фиксацию.
Примерно та же ситуация в точном земледелии. Подъехал грузовик к комбайну — и имеем многолучевость. Одно легче — комбайн повыше легковушки.
Если бы хоть информацию иметь, что на таком-то спутнике может быть есть многолучевость… Тогда можно было бы решиться на оставшихся спутниках и удержать фиксацию.
Примерно та же ситуация в точном земледелии. Подъехал грузовик к комбайну — и имеем многолучевость. Одно легче — комбайн повыше легковушки.
Согласен в целом с предыдущими ораторами, попробую ответить более развернуто.
Вами описан крайний случай многолучевости — NLOS, когда мы работаем по отраженному сигналу без прямого. Он самый неприятный, бороться с ним на этапе сигнальной обработки можно только пространственными методами.
Ситуация, когда все спутники NLOS, нетипична. Это indoor навигация по GPS, например.
Типичная ситуация в городских условиях для одночастотного приемника: принимаем пару систем, в сумме около 15 спутников.
Из этих 15 парочка сигналов с NLOS. Ещё около 5 находятся близко к зениту, получаем чистенькие сигналы, многолучевость минимальна (дБ на 30 и более ниже основного сигнала). Остальные — это что-то среднее, отраженные сигналы только на 5-20 дБ подавлены относительно прямого. В итоге мы следим за сигналом прямым, но отраженные постоянно «раскачивают» выход коррелятора, вносят систематические ошибки.
Сигналы с NLOS имеют большую ошибку, отбрасываются на этапе вторичной обработки по невязке решения, в итоговый расчет не идут.
Остаются сигналы чистые и подпорченные многолучевостью.
Увеличение полосы сигнала в 20 раз приведет к сужению корреляционного пика. Отраженные сигналы с большой разностью хода вообще перестанут нам мешать. Отраженные сигналы, которые все ещё будут попадать в пределы корреляционного пика, будут иметь в 20 раз меньший отклик по выходу коррелятора.
В общем, в среднем ситуация будет в 20 раз лучше :-)
Вами описан крайний случай многолучевости — NLOS, когда мы работаем по отраженному сигналу без прямого. Он самый неприятный, бороться с ним на этапе сигнальной обработки можно только пространственными методами.
Ситуация, когда все спутники NLOS, нетипична. Это indoor навигация по GPS, например.
Типичная ситуация в городских условиях для одночастотного приемника: принимаем пару систем, в сумме около 15 спутников.
Из этих 15 парочка сигналов с NLOS. Ещё около 5 находятся близко к зениту, получаем чистенькие сигналы, многолучевость минимальна (дБ на 30 и более ниже основного сигнала). Остальные — это что-то среднее, отраженные сигналы только на 5-20 дБ подавлены относительно прямого. В итоге мы следим за сигналом прямым, но отраженные постоянно «раскачивают» выход коррелятора, вносят систематические ошибки.
Сигналы с NLOS имеют большую ошибку, отбрасываются на этапе вторичной обработки по невязке решения, в итоговый расчет не идут.
Остаются сигналы чистые и подпорченные многолучевостью.
Увеличение полосы сигнала в 20 раз приведет к сужению корреляционного пика. Отраженные сигналы с большой разностью хода вообще перестанут нам мешать. Отраженные сигналы, которые все ещё будут попадать в пределы корреляционного пика, будут иметь в 20 раз меньший отклик по выходу коррелятора.
В общем, в среднем ситуация будет в 20 раз лучше :-)
Нас больше всего интересует ситуация перескока между прямым сигналом и NLOS, то есть появление слипа. Если мы разрешаем фазовую неоднозначность, то как на этом этапе удалить NLOS-сигналы? Получаем фиксированное решение с NLOS и слипы при появлении-пропадании прямого сигнала.
Типовая ситуация — едем по дороге (даже в чистом поле). И тут нас обгоняет фура с металлизированным тентом. Мало того, что полнеба закрыла, так она ещё и отлично отражает сигналы со второй половины. И всё, полезли слипы.
Можно в цифрах, какую многолучевость можно будет отсеять на L3?
Типовая ситуация — едем по дороге (даже в чистом поле). И тут нас обгоняет фура с металлизированным тентом. Мало того, что полнеба закрыла, так она ещё и отлично отражает сигналы со второй половины. И всё, полезли слипы.
Можно в цифрах, какую многолучевость можно будет отсеять на L3?
Напрямую защищает, радионавигация — это не связь.
Если упрощённо, то отражённый сигнал, запаздывающий более, чем на один символ дальномерного кода, отсеивается приёмником. Проблема с теми отражёнными сигналами, задержка которых меньше длительности дальномерного кода. А полоса навигационного сигнала обратно пропорциональна данной длительности. В результате для сигнала GPS L1 C/A длительность символа 1 мкс, что в пересчёте на дальность составляет 300 м и это определяет зону, в которой отражённый сигнал мешает приёму. Для сигнала GPS L1 P/Y полоса в 10 раз больше, а длительность символа в 10 раз меньше (30 м), в результате чего снижается зона, в которой отражённые сигналы воздействуют на приёмник.
Это хорошо описывается графиком огибающей многолучёвости, например, таким:
https://www.hindawi.com/journals/ijno/2008/416380.fig.001.jpg
По оси абсцисс — задержка отражённого сигнала, по оси ординат — вносимая погрешность измерений. Чем меньше площадь по графиком — тем лучше.
В этом плане расширение полосы сигнала — наиболее эффективная мера.
Если упрощённо, то отражённый сигнал, запаздывающий более, чем на один символ дальномерного кода, отсеивается приёмником. Проблема с теми отражёнными сигналами, задержка которых меньше длительности дальномерного кода. А полоса навигационного сигнала обратно пропорциональна данной длительности. В результате для сигнала GPS L1 C/A длительность символа 1 мкс, что в пересчёте на дальность составляет 300 м и это определяет зону, в которой отражённый сигнал мешает приёму. Для сигнала GPS L1 P/Y полоса в 10 раз больше, а длительность символа в 10 раз меньше (30 м), в результате чего снижается зона, в которой отражённые сигналы воздействуют на приёмник.
Это хорошо описывается графиком огибающей многолучёвости, например, таким:
https://www.hindawi.com/journals/ijno/2008/416380.fig.001.jpg
По оси абсцисс — задержка отражённого сигнала, по оси ординат — вносимая погрешность измерений. Чем меньше площадь по графиком — тем лучше.
В этом плане расширение полосы сигнала — наиболее эффективная мера.
В переводе — в наших (RTK) условиях ни фига не защищает. Влияние многолучевости на фазу — от 2 до 8 сантиметров, дальнейшее характеризуется как слип.
Реально надо избавляться от многолучевости до 3-5 метров, вроде фуры, обгоняющей легковушку с RTK.
Ну или хотя бы иметь признак, что в сигнале есть многолучевость и он не очень достоверен.
Реально надо избавляться от многолучевости до 3-5 метров, вроде фуры, обгоняющей легковушку с RTK.
Ну или хотя бы иметь признак, что в сигнале есть многолучевость и он не очень достоверен.
Ну я не утверждаю, что всегда помогает. Для RTK не поможет. RTK вообще практически тепличных условий требует.
Ну как сказать… зависит от количества априорной информации. RTK по одной базе, когда ничего не известно — зверь капризнейший. А RTK на фиксированной базе (для компаса) умеет довольно быстро перефиксироваться. Что и спасает.
Про диссертацию Korogodin чуть-чуть в курсе, но это в практику через 20 лет пойдет…
Вот если бы по сигналу можно было бы определить — вот тут прямой прием, а тут — может быть есть многолучевость, то нам бы это прилично помогло. Интуиции что-то подсказывает, что это возможно…
Про диссертацию Korogodin чуть-чуть в курсе, но это в практику через 20 лет пойдет…
Вот если бы по сигналу можно было бы определить — вот тут прямой прием, а тут — может быть есть многолучевость, то нам бы это прилично помогло. Интуиции что-то подсказывает, что это возможно…
Кстати, Korogodin как раз сейчас работу пишет по использованию широкополосных сигналов (сотни МГц) на высокой несущей для навигации. Вот эти сигналы и позволили бы решать озвученную проблему 3-5 м. Но там свои сложности есть.
Оно поможет как раз снизить ту ошибку, которая сейчас 2-8 сантиметров. Плюс значительно снизит СКО кодовых измерений, а значит по разности код-фаза вам будет проще заметить cycle slip, что бы ни было его причиной.
При определенно сноровке можно попробовать кондуктивное исполнение.
Там радиатор не нужен будет? При 27 ваттах?
А АЦП до 4 ГГц — это запредельные мегасэмплы в секунду (как это всё обработать-то?) или большая полоса пропускания + АЦП, "выхватывающий" полосу из сигнала (субдискретизация сигнала или полосовой сигма-дельта АЦП)?
У вас на картинке с цинком DDR3 как-то неоднозначно нарисована, как будто она не на периферии висит, как и флешка. Или это контроллеры типа?
Думаю, что это будет Xilinx или его ближайшие друзья типа Digilent'а.
У Xilinx будет слишком дорого и как rpi по цене и близко не получится, китайцы или digilent, думаю, могут сделать по цене как 10 rpi…
Есть такие ребята на CrowdSupply, которые сделали подобное на нынешнем Zynq'е. Получилось $100 (изначально отдавали за $55), крауд оказался успешным.
Правда они уже почти год нас «кормят завтраками», платы пока так и не приехали.
Правда они уже почти год нас «кормят завтраками», платы пока так и не приехали.
Я боюсь цены там будут такие, что никакой кучи бабла именно на платах по типу rpi или там HackRF/BladeRF не получится. Я смотрю на характеристики и вижу цены за чип порядка $10K и, думается мне, это я оптимист.
Это всё в радары, базовые станции (пикосоты) и прочее, тоже SDR, да другой.
Это всё в радары, базовые станции (пикосоты) и прочее, тоже SDR, да другой.
Xilinx видит основной рынок в 5G сотовой связи.
$10к — перебор для Xilinx, это будет значительно дороже существующих аналогичных решений. Мне видятся $1k за младшие модели.
$10к — перебор для Xilinx, это будет значительно дороже существующих аналогичных решений. Мне видятся $1k за младшие модели.
5G — я и говорю, базовые станции, пикосоты (которые вроде как видятся будущим 5G сейчас), такое. Не клиентское оборудование.
Про цены — я, видимо, отстал от жизни. Да, я смотрел цены на ADC/DAC с такими характеристики последний раз года 2 назад, но тогда один канал на 4 гигасемпла в секунду 12-14 бит стоил больше тысячи. В любую сторону. А тут таких каналов 8+8 помимо всего остального (FIR-фильтр для DDC на такую скорость сколько коэффициентов будет?). И мне вот не очевидно, что проще сделать 8 каналов на одном кристалле, чем раздельно.
Какие сейчас есть существующие аналогичные решения? Ettus USRP X310 стоит почти 5 тысяч евро. И даже близко не приближается к параметрам этого чипа по DAC/ADC (хотя, конечно, это законченное решение, включая PCIe и 10G-трансиверы, а не один чип, но это всё будет нужно и решению на новой микросхеме).
Про цены — я, видимо, отстал от жизни. Да, я смотрел цены на ADC/DAC с такими характеристики последний раз года 2 назад, но тогда один канал на 4 гигасемпла в секунду 12-14 бит стоил больше тысячи. В любую сторону. А тут таких каналов 8+8 помимо всего остального (FIR-фильтр для DDC на такую скорость сколько коэффициентов будет?). И мне вот не очевидно, что проще сделать 8 каналов на одном кристалле, чем раздельно.
Какие сейчас есть существующие аналогичные решения? Ettus USRP X310 стоит почти 5 тысяч евро. И даже близко не приближается к параметрам этого чипа по DAC/ADC (хотя, конечно, это законченное решение, включая PCIe и 10G-трансиверы, а не один чип, но это всё будет нужно и решению на новой микросхеме).
Да, всё это будоражит! В качестве аргументов могу предложить следующее:
1. В младших моделях серии будет меньше АЦП и ЦАП.
2. Высокая цена существующих АЦП обусловлена маленькой серией, на которой им приходится отбивать высокий NRE. Если почитать IEEE'шную статью от Xilinx, там указано, что они умещают один канал на 1 кв. мм по 16 нм технологии. То есть себестоимость непосредственно производства будет не велика. А дальше вопрос маркетинга.
1. В младших моделях серии будет меньше АЦП и ЦАП.
2. Высокая цена существующих АЦП обусловлена маленькой серией, на которой им приходится отбивать высокий NRE. Если почитать IEEE'шную статью от Xilinx, там указано, что они умещают один канал на 1 кв. мм по 16 нм технологии. То есть себестоимость непосредственно производства будет не велика. А дальше вопрос маркетинга.
Ну, посмотрим! Для идеального SDR для радиолюбителя, конечно, хватит и по одному каналу. Другой вопрос — граница и ФСБ. Но это наша российская специфика, она Xilinx не очень волнует, я думаю :)
С нашими вопрос решаем, куда тяжелее со списками госдепа
А в какие радары-то, например?
Возьмем морскую навигацию, там длина волны 3 см, т.е. 9 ГГц, тут насколько я вижу, АЦП только на 4ГГц. То есть, без понижения частоты все равно никак
Или я что-то не так понимаю?
Возьмем морскую навигацию, там длина волны 3 см, т.е. 9 ГГц, тут насколько я вижу, АЦП только на 4ГГц. То есть, без понижения частоты все равно никак
Или я что-то не так понимаю?
Совсем без преобразования частоты это уже поле радиофотоники. Тут однократное гетеродинирование всё-таки нужно будет.
Один раз частоту понизить придётся, ну так и для 5G придётся, там частоты типа 28 GHz планируются среди прочих. Но зато такая штука может одним ADC сразу кучу каналов смотреть.
Складывается ощущение, что вы хорошо разбираетесь в таких АЦП. Мне на практике с ними сталкиваться не приходилось, никогда не изучал их структуру. Я их воспринимал как некоторый самообман — гетеродинное преобразование в кремнии. То есть АЦП с высокой верхней частотой (в 4 ГГц), но привычной частотой дискретизации (100-200 МГц).
Судя же по вашим сообщениям, это именно дискретизация на частоте в 4 ГГц. Я правильно понимаю? Как его тогда обрабатывать в FPGA, в которой тактовая частота логики будет 100-200 МГц?
Судя же по вашим сообщениям, это именно дискретизация на частоте в 4 ГГц. Я правильно понимаю? Как его тогда обрабатывать в FPGA, в которой тактовая частота логики будет 100-200 МГц?
Это я только умные слова умею говорить! Т.е. я довольно много про это читал, но так и не щупал руками. Теоретик чёртов.
Вообще, есть два подхода — работа в первой полосе найквиста (собственно, как мы привыкли думать об АЦП, как работают АЦП в звуковых картах) и в кратной (N'ной).
Для второго есть специальные АЦП, и они устроены как вы пишете тут, у них очень широкая аналоговая полоса, перед ними ставится не LP-фильтр, а полосовой (вокруг интересующей частоты несущей), но семплирование идёт на не очень (относительно сигнала!) высокой частоте, и полоса пропускания разумная. Мы семплируем прямо антенну с LNA и BPF, но видим немного сигнала, который спускается к нулю по частоте через aliasing (а то, что там нет всего что в эфире между нулём и частотой канала нам обеспечивает аналоговый BPF). Самый обычный АЦП так работать (нормально) не будет, так как его аналоговые цепи всё убьют на частоте заметно превышающую частоту семплирования и он в такой ситуации увидит тишину.
Есть же по-настоящему высокоскоростные АЦП, у которых частота семплирования очень высокая, и сопоставимая с полосой пропускания аналоговой части. И вот они стоят бешеных денег, являются товаром двойного назначения, etc.
Xilinx явно выбрал второй путь, потому что в заметке для IEEE Journal прямо вот есть название раздела: «A 13b 4GS/s Digitally Assisted Dynamic 3-Stage Asynchronous Pipelined-SAR ADC». Тут как бы сомнений не остаётся, потому что указана не полоса пропускания в герцах, а именно число семплов в секунду — 4GS/s, что даёт нам полосу от 0 до 2GHz (что там с работой в кратных полосах Найквиста не ясно, думаю, что ничего хорошего всё же).
Судя по структурной схеме в вашей же заметке, там сразу после DAC будет стоять digital down convert, т.е, видимо, NCO (генератор косинуса, числовой), умножитель (аппаратный), и дециматор с LPF. Который и будет из всех 2Ghz входной полосы выделять нужные каналы и приводить их к более обрабатываемому потоку данных. На сколько этот блок будет конфигурируемым и настраиваемым и каковы его пределы скорости (на сколько МАЛО можно будет децимировать и всё равно что-то успевать делать) — непонятно.
Но всё, что выше 2Ghz, да, надо будет спускать к этой частоте аналоговыми методами, видимо. Если этот ADC ещё и умеет нормально видеть кратные полосы Найквиста — это вообще чудеса будут.
При этом, в статье говорится, что такой ADC может работать на 4GS/s на один вход или на 2GS/s на два входа (!). Что прямо ведёт к I/Q семплированию после аналогового смесителя. Т.е. до 2GHz мы работаем прямо после фильтра преселектора и антенных усилителей, а на частотах выше квадратурный смеситель нам делает два сигнала (I и Q) на частотах ниже 2Ghz, и мы получаем сразу комплексный сигнал, не тратя это цифровых ресурсов!
Вообще, есть два подхода — работа в первой полосе найквиста (собственно, как мы привыкли думать об АЦП, как работают АЦП в звуковых картах) и в кратной (N'ной).
Для второго есть специальные АЦП, и они устроены как вы пишете тут, у них очень широкая аналоговая полоса, перед ними ставится не LP-фильтр, а полосовой (вокруг интересующей частоты несущей), но семплирование идёт на не очень (относительно сигнала!) высокой частоте, и полоса пропускания разумная. Мы семплируем прямо антенну с LNA и BPF, но видим немного сигнала, который спускается к нулю по частоте через aliasing (а то, что там нет всего что в эфире между нулём и частотой канала нам обеспечивает аналоговый BPF). Самый обычный АЦП так работать (нормально) не будет, так как его аналоговые цепи всё убьют на частоте заметно превышающую частоту семплирования и он в такой ситуации увидит тишину.
Есть же по-настоящему высокоскоростные АЦП, у которых частота семплирования очень высокая, и сопоставимая с полосой пропускания аналоговой части. И вот они стоят бешеных денег, являются товаром двойного назначения, etc.
Xilinx явно выбрал второй путь, потому что в заметке для IEEE Journal прямо вот есть название раздела: «A 13b 4GS/s Digitally Assisted Dynamic 3-Stage Asynchronous Pipelined-SAR ADC». Тут как бы сомнений не остаётся, потому что указана не полоса пропускания в герцах, а именно число семплов в секунду — 4GS/s, что даёт нам полосу от 0 до 2GHz (что там с работой в кратных полосах Найквиста не ясно, думаю, что ничего хорошего всё же).
Судя по структурной схеме в вашей же заметке, там сразу после DAC будет стоять digital down convert, т.е, видимо, NCO (генератор косинуса, числовой), умножитель (аппаратный), и дециматор с LPF. Который и будет из всех 2Ghz входной полосы выделять нужные каналы и приводить их к более обрабатываемому потоку данных. На сколько этот блок будет конфигурируемым и настраиваемым и каковы его пределы скорости (на сколько МАЛО можно будет децимировать и всё равно что-то успевать делать) — непонятно.
Но всё, что выше 2Ghz, да, надо будет спускать к этой частоте аналоговыми методами, видимо. Если этот ADC ещё и умеет нормально видеть кратные полосы Найквиста — это вообще чудеса будут.
При этом, в статье говорится, что такой ADC может работать на 4GS/s на один вход или на 2GS/s на два входа (!). Что прямо ведёт к I/Q семплированию после аналогового смесителя. Т.е. до 2GHz мы работаем прямо после фильтра преселектора и антенных усилителей, а на частотах выше квадратурный смеситель нам делает два сигнала (I и Q) на частотах ниже 2Ghz, и мы получаем сразу комплексный сигнал, не тратя это цифровых ресурсов!
4 ГГц АЦП сейчас уже вполне реальность, работают с ними путем распараллеливания отсчетов. Т.е. с АЦП мы получаем, к примеру, параллельно 16 отсчетов, которые во временной области стоят друг за другом. После этого и так нетривиальная математика цифровой обработки становится и вовсе сумасшедшей, как в плане сложности, так и попросту затрат ресурсов…
Конечно же в наше время вся полоса сразу нужна далеко не всем, так что стараются отфильтровать нужную полосу и продицемировать, чтоб обрабатывать по 1-2 отсчета за такт.
Конечно же в наше время вся полоса сразу нужна далеко не всем, так что стараются отфильтровать нужную полосу и продицемировать, чтоб обрабатывать по 1-2 отсчета за такт.
Если такую фильтрацию проделать в постоянном кремнии, а не в программируемой логике, то в целом всё получает user friendly.
Как и ожидалось, АЦП отдельно стоят порядка $2k.
Как и ожидалось, АЦП отдельно стоят порядка $2k.
У KeySight (бывший Агилент) и LeCroy есть АЦП реального времени на 80-120Gsps. Они их делают сами, кто в сотрудничестве с Интел, кто с ADI. Коммерчески не доступны, идут только в оборудование. Цены на подобные осциллографы начинаются от 150к…
Хороший можно сделать осциллограф
Да, это одно из интересных приложений, т. к. динамический диапазон АЦП и ЦАП приличные, ни говоря уже о полосе.
Если разобрать любой векторный генератор, осциллограф или анализатор спектра Rohde&Shwarz, то внутри всё окажется банально. Высоколинейные тракты, АЦП и ЦАПы, FPGA типа Spartan'а, микроконтроллер и компьютер на Intel'е. Всё можно упростить ровно в той мере, что я описал в статье, если решить вопрос с фильтрацией и удовлетворят характеристики.
Если разобрать любой векторный генератор, осциллограф или анализатор спектра Rohde&Shwarz, то внутри всё окажется банально. Высоколинейные тракты, АЦП и ЦАПы, FPGA типа Spartan'а, микроконтроллер и компьютер на Intel'е. Всё можно упростить ровно в той мере, что я описал в статье, если решить вопрос с фильтрацией и удовлетворят характеристики.
Очень интересный девайс, сразу захотелось поработать.
Единственное, что смущает, так это что ни на одной отладочной плате я не вижу разъема для собирания трасс (ARM Trace). Безумно удобная вещь при отладке приложений, работающих в реальном времени.
Единственное, что смущает, так это что ни на одной отладочной плате я не вижу разъема для собирания трасс (ARM Trace). Безумно удобная вещь при отладке приложений, работающих в реальном времени.
Не приходилось пользоваться. Быстро полистал доки, в целом идея понятна, но всё-таки было бы интересно получить информацию из первых рук! Что на практике дает ARM Trace? Как выглядит процесс использования?
Если просто, то он во время работы записывает выполненные инструкции с частотой процессора (т. е. неинвазивно и не влияя на ход исполнения программы). Опционально позволяет записывать время выполнения и регистры, тем самым полностью воссоздавая ход программы.
Очень помогает при работе на голом железе, без ОС. Отслеживать прерывания, замерять производительность, искать баги и всё прочее. Сейчас работаем с нашим новым чипом, одно удовольствие, времени на исправление программных ошибок тратиться гораздо меньше.
Очень помогает при работе на голом железе, без ОС. Отслеживать прерывания, замерять производительность, искать баги и всё прочее. Сейчас работаем с нашим новым чипом, одно удовольствие, времени на исправление программных ошибок тратиться гораздо меньше.
Звучит здорово! Какой интерфейс между платой и ПК при этом?
Плата подключена к JTAG-отладчику (например, DStream), в котором стоит ОЗУ на несколько гигабайт. Туда с большой скоростью пишутся трассы, а потом уже оттуда вычитываются компьютером. У нас отладчик подключен вообще через Ethernet, так как стенд находится на другом конце комнаты, чтобы поместился векторный генератор, осциллограф, блок питания и прочие. :)
То есть нужен только JTAG на плате? Он у всех выведен.
Не совсем. Внутри ядер ARM есть два отладочных блока: ETM и ETB. Первый — высокоскоростной интерфейс, он может быть выведен на ножки микросхемы для последующего подключения через, например, Mictor-коннектор. В таком случае можно использовать всю доступную память в отладчике.
ETB это отладочный буфер, чаще всего размером 8 КБ. Он осуществляет работу именно JTAG-отладчиков (с подключением через 20-пиновый разъём). В этот буфер тоже можно писать трассы, но тогда надо чётко указывать места начала и конца, т.к. в 8 КБ влезает примерно 10к инструкций, не более. Этого количества часто не хватает.
ETB это отладочный буфер, чаще всего размером 8 КБ. Он осуществляет работу именно JTAG-отладчиков (с подключением через 20-пиновый разъём). В этот буфер тоже можно писать трассы, но тогда надо чётко указывать места начала и конца, т.к. в 8 КБ влезает примерно 10к инструкций, не более. Этого количества часто не хватает.
Можно модельку отладчика, которым пользуетесь? Хочу посмотреть конкретный разъем, сколько линий и т.п.
Конечно, вот отладчик, а вот хороший документ с описанием разъёмов и линий
Спасибо, как раз сейчас разводим новую плату, информация своевременная.
Судя по фото и характеристикам, этот DStream должен стоить прилично. Не знаете, какой хотя бы порядок цен?
Судя по фото и характеристикам, этот DStream должен стоить прилично. Не знаете, какой хотя бы порядок цен?
Порядка $2500-3000. С ним часто идёт лицензия на DS-5, IDE от ARM.
Для индивидуального разработчика сумма приличная, однако в масштабах предприятия уже незаметно. Насколько мне известно, нам он вообще достался со скидкой, т.к. мы его покупали вместе с лицензией на ядро ARM.
Для индивидуального разработчика сумма приличная, однако в масштабах предприятия уже незаметно. Насколько мне известно, нам он вообще достался со скидкой, т.к. мы его покупали вместе с лицензией на ядро ARM.
В целом это объясняет тогда, почему ARM Trace редко встречается. Высокоскоростной разъем под него — порядка $10-20, а пользоваться смогут единицы.
Подозреваю, что 13/14-bit ADC и DAC с частотой сэмплирования 4/6.8 ГГц не пропустит экспортный контроль. Кто-нибудь знает какие сейчас параметры ограничения экспорта?
На 12-разрядные АЦП было 200 МГц, насколько помню.
До всяких событий было 8 бит, 10 МГц.
Это связано с ограничениями из-за возможной военной деятельности?
Им приходится находить компромисс между потребностями:
— производителей чипов,
— национальными HW компаниями,
— гос безопасностью
Запрещая экспортировать технологические новинки зарубеж, они создают дополнительные конкурентные преимущества своим HW-компаниям и военке.
Но с другой стороны, для производства чипов нужен рынок. Во-первых, чтобы производители этих чипов могли зарабатывать и развиваться. Во-вторых, стоимость чипа обратно пропорциональна объему рынка (ожидаемым продажам), а дешевый чип — дополнительное преимущество для тех самых HW-компаний и военки.
— производителей чипов,
— национальными HW компаниями,
— гос безопасностью
Запрещая экспортировать технологические новинки зарубеж, они создают дополнительные конкурентные преимущества своим HW-компаниям и военке.
Но с другой стороны, для производства чипов нужен рынок. Во-первых, чтобы производители этих чипов могли зарабатывать и развиваться. Во-вторых, стоимость чипа обратно пропорциональна объему рынка (ожидаемым продажам), а дешевый чип — дополнительное преимущество для тех самых HW-компаний и военки.
Были и остаются задачи с большИм ДД, вроде широкополосного многоканального приема, где без внешних АЦП выского класса не обойтись, SFDR=60..65db это не совсем серьезно, а бОльшего в таких интегрированных решениях не будет. Так что, вещь хорошая, в некоторых классах приложений найдет место. Но не панацея от всех болезней.
Никогда не делал широкополосных систем связи, поэтому позвольте поинтересоваться: какая связь между полосой сигнала и SFDR? То есть, зачем нужен высокий SFDR для широкополосного приема?
Что-нибудь типа пик-фактора из-за большого количества каналов?
Что-нибудь типа пик-фактора из-за большого количества каналов?
Самая элементарная задача, приходящая в голову — одновременная запись десятков каналов на УКВ где-нибудь в большом порту. Либо ставьте десятки классических приемников, либо используйте единый, с большим ДД и отличным SFDR.
Очень интересно!
А какие в порту используются частотные диапазоны?
И зачем там записывать все подряд?
А какие в порту используются частотные диапазоны?
И зачем там записывать все подряд?
отвечу ссылкой
Спасибо!
Но есть ли такая задача — сохранять все?
И насколько загружен диапазон в порту?
А то может там пары-тройки приемников и хватит.
Прошу прощения за глупые вопросы, я просто не в теме морской или портовой связи,
а технически задача мне близка.
Но есть ли такая задача — сохранять все?
И насколько загружен диапазон в порту?
А то может там пары-тройки приемников и хватит.
Прошу прощения за глупые вопросы, я просто не в теме морской или портовой связи,
а технически задача мне близка.
Книги уже раскупили. Планируете дополнительный тираж?
Главный вопрос теперь — а будут ли продавать нам это чудо? Остается надеяться на гражданскую версию за адекватные деньги.
И тут стало грустно. Т.е. здорово что это все есть, оно реально крутое и просится в использование, но если его не купить а только облизываться, то зачем это все…
Как же выглядела структурная схема приемника лет так десять назад?… Что плохого в этой схеме?[зануда] плохого то, что она нарисована по-арабски — справа налево [/зануда]
а если по теме — на взгляд со стороны «в лоб» более эффективно было бы интегрировать гетеродин+смеситель, чтобы заниматься обработкой все-таки на ПЧ
Чем вызвана необходимость обработки сразу на несущей? Сигналы не настолько широкополосные же?
И стоить baseband будет как один космолет, а не как десять, жрать будет меньше, под продукцию двойного назначения и запрет на ввоз меньше шансов попасть
Вот у кого надо гитарный процессор заказать!!!
всё равно такая игрушка всё не покроет…
например, нам вот нужно enob эдак 25-26 всего на паре килосэмплов… но нужно шесть независимых каналов с синхронным запуском… а если вход будет несимметричным (да ещё и «высоковольным») — так это вообще фантастика…
например, нам вот нужно enob эдак 25-26 всего на паре килосэмплов… но нужно шесть независимых каналов с синхронным запуском… а если вход будет несимметричным (да ещё и «высоковольным») — так это вообще фантастика…
Попробуйте посмотреть в сторону модулевских чипов (1879ВЯ1Я и К1888ВС018). Там по четыре АЦП, но зато относительно высокоскоростных и с блоком предобработки сигналов с независимыми каналами с синхронным запуском. Может быть, это решит вашу задачу.
я слаб в цифровой обработке сигналов, но, насколько я понимаю, вы предлагаете собрать сигма-дельта мультибитник?
ну и верхнее чисто_на_пальцах_теоретическое ограничение увеличения разрядности log4(80М/2К) = 7,6 бит… что совсем печально… те же ads12xx имеют дд куда шире, например, при внешней растяжке сигналов они на невылизанной плате дают эноб за 18 на 1к. при куда меньшем энергопотреблении и сложности софта.
как раз сейчас и пытаемся натянуть сову на глобус, используя схемотехнические решения, пытаясь выполнить вышеозвученные требования заказчиков
ну и верхнее чисто_на_пальцах_теоретическое ограничение увеличения разрядности log4(80М/2К) = 7,6 бит… что совсем печально… те же ads12xx имеют дд куда шире, например, при внешней растяжке сигналов они на невылизанной плате дают эноб за 18 на 1к. при куда меньшем энергопотреблении и сложности софта.
как раз сейчас и пытаемся натянуть сову на глобус, используя схемотехнические решения, пытаясь выполнить вышеозвученные требования заказчиков
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Революция в радиотехнике? RF-ARM-FPGA SoC