Портативный SDR Transceiver работает под управлением Linux на ARM + FPGA SoC

Epiq Solutions анонсировала портативное программно-определяемое радиоустройство (SDR) с РЧ-трансивером, которое настраивается на частоту от 300 МГц до 3,8 ГГц, плюс встроенный GPS-приемник 1PPS.
Matchstiq Z1 построен на базе готового к использованию Linux-модуля iVeia Atlas-I-Z7e, оснащенного SoC Xilinx Zynq Z-7020, который объединяет два ядра ARM Cortex-A9 вместе со схемой FPGA.

По словам Epiq Solutions, размер Matchstiq Z1 составляет 4,6 x 2,2 x 0,9 дюйма, что делает его идеальным для портативных модемов точка-точка, инструментов съемки LTE или анализаторов спектра.
Его система на кристалле Xilinx Zynq Z-7020 (SoC), встроенная здесь посредством компьютера-модуля iVeia Atlas-I-Z7e (COM), является одной из моделей нижнего уровня в изготовленном Xilinx 28-нм Zynq-7000 семейство соц.


Matchstiq Z1 и его внутренний ARM / FPGA COM

(нажмите на картинку, чтобы увеличить)

Будучи провозглашенным прорывом, когда было объявлено в 2011 году, семейство Xilinx Zynq-7000 сочетает в себе несколько программируемых для Linux ядер ARM Cortex-A9 со схемой, имеющейся в традиционных полевых программируемых массивах вентилей (FPGA) компании - программируемых логических чипах, используемых в системах SDR и другое высококачественное коммуникационное, промышленное и научное оборудование.
Xilinx соединяет эти две ранее отдельные среды обработки с архитектурой расширяемой платформы обработки (EPP), которая возлагает на процессор ARM ответственность.
В результате разработчики Linux могут контролировать большинство функций обработки сигналов ПЛИС, которые ранее требовали высокоспециализированных знаний в области программирования на ПЛИС.


Блок-схема Matchstiq Z1

(нажмите на картинку, чтобы увеличить)

SoC Zynq-7020, интегрированный в модуль iVeia I-Z7e, и Matchstiq Z1 сочетают в себе два ядра Cortex-A9 800 МГц с эквивалентом FPGA Artix-7 с 85 000 логических ячеек, 53 200 справочных таблиц (LUT) и 276 GMACS пиковая производительность DSP.
Процессоры ARM и FPGA связаны с высокоскоростными межкомпонентными соединениями AXI и перекрестными коммутаторами.


Блок-схема Soil Xilinx Zynq-7000 CPU / FPGA (две версии)

(нажмите на картинку, чтобы увеличить)

Вместо использования iVeia I-Z7e COM клиенты Epiq могут выбрать, предположительно, более дешевый вариант, который, по-видимому, лег в основу предыдущего устройства Matchstiq.
Это включает Texas Instruments 1 ГГц, Cortex-A8 OMAP DM3730 SoC и отдельную FPGA Xilinx Spartan-6 LX45.

«Прочный» iVeia I-Z7e COM имеет размеры 3,37 х 1,25 дюйма и поддерживает Linux 2.x / 3.x и Android 2.3.
Выделенный ввод / вывод включает интерфейсы I2C, UART, аналогового аудио, клавиатуры и JTAG.
Модуль также предлагает 54 настраиваемых пользователем вывода гибкого ввода-вывода для таких функций, как гигабитный Ethernet, SD / SDIO, HDMI, камера, CAN, SPI, I2S, GPIO и ADC / DAC.

Мало что из этого ввода / вывода внешне доступно на самом устройстве Matchstiq Z1, которое ограничено портом micro-USB OTG 2.0, слотом microSD и портами для отдельных функций GPS, радиоприемника и радиопередатчика устройства.
Его iVeia I-Z7e COM оснащен 512 МБ оперативной памяти DDR2.
Устройство потребляет 2-3 Вт, предлагает дополнительную двухчасовую батарею емкостью 1000 мАч и может работать при температуре от 0 до 50 ° C без внешнего охлаждения.

По словам Epiq Solutions, радиопередатчик устройства может гибко работать в диапазоне частот от 300 МГц до 3,8 ГГц и поддерживает ширину полосы радиочастотного канала до 28 МГц.
Приемник GPS поддерживает сигналы 1PPS (импульс в секунду) и может похвастаться 51 каналом захвата, 14 каналами слежения и чувствительностью -161 дБм.

Частичный список спецификаций для Matchstiq Z1 включает в себя:

  • Процессор - Zynq Z-7020 (через iVeia I-Z7e COM) с двумя ядрами Cortex-A9 800 МГц и функциональностью FPGA Artix-7;
    опция для 1 ГГц, Cortex-A8 TI OMAP DM3730 с отдельной FPGA Xilinx Spartan-6 LX45
  • Память: 512 МБ LPDDR2
  • Расширение памяти - слот microSD с картой 4 ГБ, расширяемый до 32 ГБ
  • USB - micro-USB 2.0 OTG (хост или устройство)
  • РЧ трансивер:
    • РЧ ввод / вывод - SMB 50 Ом
    • Диапазон - от 300 МГц до 3,8 ГГц
    • Архипелаг
      - Ноль-IF (прямое преобразование)
    • Шаг настройки размера / времени - 1 кГц;
      <2мс
  • GPS:
    • 51 акв., 14 каналов слежения
    • Чувствительность -161 дБм
    • Точность <2,5 метра
    • 1/29 сек.
      горячий / холодный старт
    • активная поддержка антенны (по умолчанию 3V смещения)
    • 1PPS, NMEA через UART, светодиодный интерфейс GPS Lock
  • Системные эталонные часы - 20,72 МГц TCVCXO
  • Датчик температуры - диапазон измерения от -55 ° до 125 ° C
  • Рабочая температура - от 0 ° до 50 ° C без внешнего охлаждения
  • Мощность - от 7,5 до 36 В постоянного тока;
    Потребление 2-3 Вт;
    дополнительный 2-часовой аккумулятор 7,5 В 1000 мАч
  • Вес - 5 унций
  • Размеры - 4,6 х 2,2 х 0,9 дюйма
  • Операционная система - ядро ​​Linux 2.6.35 с расширениями в реальном времени

SDK предоставляется для расширенного ядра Linux 2.6.35 в режиме реального времени, хотя может показаться, что это вариант за дополнительную плату.
Epiq Solutions продает множество приложений для обработки сигналов, а Matchstiq Z1 также поддерживает платформы обработки сигналов, такие как GNU Radio и Redhawk .

Ожидается, что Matchstiq Z1 поступит в продажу в июне, и предварительные заказы принимаются.
Цены начинаются с 4500 долларов за Matchstiq Z1 с картой microSD 4 ГБ, адаптером питания, кабелем USB и приложением для анализа спектра на базе ПК, хотя неясно, включает ли это новый iVeia I-Z7e COM или более старый процессор OMAP / Spartan комбо.
Цены доступны по запросу на комплект SDK, в который добавлены разделительная плата Linux SDK и JTAG, а также комплект PDK (Platform Development Kit), который строится на этом фундаменте с помощью комплекта разработки FPGA.

Дополнительную информацию, в том числе более подробную информацию о функциях RF и GPS, можно найти на странице продукта Epiq Solutions Matchstiq Z1 .