Недорогая встраиваемая SDR занимает карту mini-PCIe

[Обновлено 16 декабря] - Мини-PCIe SDR-карта Fairwaves «XTRX» - это недорогая встраиваемая SDR-карта, предназначенная для приложений с высокой скоростью передачи данных, включая 4G / 5G и «массивный» MIMO.

Карта mini-PCIe SDR компании Fairwaves Inc., выпущенная 30 ноября в Crowd Supply, заработала более 80 процентов своей цели финансирования за оставшийся месяц.
Компания утверждает, что полноразмерная карта mini-PCIe XTRX (30 x 51 мм) является самой маленькой серийно выпускаемой картой SDR.
Для сравнения, платы LimeSDR Mini и RTL-SDR с интерфейсом USB имеют размеры 69 x 31,4 мм и 40 x 60 мм соответственно.


XTRX mini-PCIe SDR

(нажмите на картинку, чтобы увеличить)

Fairwaves , небольшая компания со штатом сотрудников в США и Европе, говорит, что она нацелена на XTRX SDR в приложениях IoT, беспилотных, спутниковых и LTE / 5G.
В дополнение к карте XTRX mini-PCIe кампания Crowd Supply также предлагает алюминиевый адаптер USB3, который содержит карту XTRX на носителе с интерфейсом USB3, а также карту PCIe половинного размера, которая адаптирует XTRX к ПК. Слот PCIe x4.
Существует также полноразмерная карта PCIe x16, которая поддерживает до восьми плат XTRX для использования в высокопроизводительных приложениях с несколькими SDR.


Вид мини-PCIe карты XTRX спереди (слева) и сзади

(нажмите на картинку, чтобы увеличить)

Внутри XTRX

Fairwaves перечисляет следующие функции и спецификации для начальных плат XTRX, которые будут поставляться в рамках кампании Crowd Supply:

  • РЧ чипсет - Lime Microsystems LMS7002M FPRF
  • ПЛИС - Xilinx Artix 7 35T
  • Каналы - 2 × 2 MIMO
  • Частота дискретизации - ~ 0,2 до 120 MSPS
  • Диапазон настройки - от 30 МГц до 3,8 ГГц (* см. Примечание ниже)
  • Диапазон Rx / Tx:
    • От 10 МГц до 3,7 ГГц
    • От 100 кГц до 3,8 ГГц с ухудшением уровня сигнала
  • Пропускная способность PCIe:
    • PCIe x2 Gen 2.0 - 8 Гбит / с
    • PCIe x1 Gen 2.0 - 4 Гбит / с
    • PCIe x1 Gen 1.0 - 2 Гбит / с
  • Эталонные часы:
    • Частота - 26 МГц
    • Стабильность - стабильность <10 ppb после блокировки GPS / GNSS, 500 ppb при запуске
  • Задержка шины <10 мкс, стабильная во времени
  • Синхронизация - синхронизируйте несколько плат XTRX для массивного MIMO
  • GPIO:
    • FPC Edge Connector - 4x линии (можно использовать как две пары разностей)
    • mini-PCIe 8x зарезервированных контактов - 2 пары разностей, 1 вход, 1 выход, управление переключателем TDD и 3 светодиода
  • Размеры - 30 х 51 мм;
    полноразмерный мини-PCIe

Блок-схема XTRX

(щелкните изображение, чтобы увеличить)

Согласно сентябрьской презентации 2017 года, Fairwaves планирует со временем добавить XTRX «Light» и «Pro» на основе FPGA Artix7 25T и Artix7 50T, в то время как XTRX, доступный в рамках кампании, использует Artix7 35T.
Кроме того, модель Pro предлагает работу в диапазоне от -40 до + 85 ° C, поддержку GPSDO / GNSS, ускорение DSP FPGA, более высокую скорость PCIe и больше флэш-памяти (см. Слайд ниже).


Планируемые особенности модели XTRX Lite / Pro

(щелкните изображение, чтобы увеличить)

Программное обеспечение и аспекты с открытым исходным кодом

Между тем ожидается, что поддержка ОС XTRX будет включать 64- и 32-разрядные версии Linux (x86 и Arm) и Windows (только x86), согласно недавней презентации компании (см. Слайд ниже).
Дополнительная поддержка программного обеспечения, вероятно, будет включать GNU Radio, gqrx, SopaySDR (ограниченные функции), osmo-trx, Amarisoft LTE, kalibrate и srsUE / srsLTE,


Поддержка программного обеспечения XTRX с сентября 2017 г.

(щелкните изображение, чтобы увеличить)

На странице кампании Fairwaves заявляет, что «основной код FPGA карты XTRX является открытым исходным кодом и не имеет вирусной лицензии, поэтому вы можете не только изменять код, но и разрабатывать собственные проприетарные блоки FPGA». Программное обеспечение и драйверы на стороне хоста. также с открытым исходным кодом, и «вы можете загрузить свою собственную прошивку с помощью нашей платы адаптера USB 3 или с помощью кабеля JTAG и нашей платы адаптера PCIe», - говорится в сообщении компании.

Что касается конструкции аппаратного обеспечения, «само оборудование XTRX является проприетарным, хотя аппаратные аксессуары, которые мы для него разработали (например, адаптеры USB 3 и PCIe), являются открытым оборудованием», - говорится на странице Crowd Source кампании.

Адаптеры переднего конца

В дополнение к карте XTRX mini-PCIe кампания Crowd Supply также предлагает два варианта «интерфейсного адаптера» для использования с XTRX: карту PCIe половинного размера, которая подключается к разъему PCIe x 4 ПК;
и адаптер USB3, который упакован в гладкий алюминиевый корпус.
Ниже приведены фотографии и блок-схемы карты XTRX PCIe x4 и прилагаемых адаптеров USB3.


XTRX PCIe адаптер фото и блок-схема

(нажмите на картинку, чтобы увеличить)



XTRX USB3 адаптер фото и блок-схема

(нажмите на картинку, чтобы увеличить)

Кроме того, в случае, если вы планируете «масштабное развертывание MIMO или у вас большой диапазон спектра, который необходимо отслеживать», есть адаптер «Octopacks» XTRX, показанный ниже.
Как следует из названия, он вмещает до восьми XTRX и подключается к полноразмерному разъему PCIe x16 для ПК.


Адаптер XTRX Octapack 2-сторонняя фотография и блок-схема

(нажмите на картинку, чтобы увеличить)

Чтобы прояснить, как XTRX сравнивает в функциональном отношении с другими ориентированными на производителей / хакеров платами SDR, на странице XTRX Crowd Supply есть таблица, в которой сравниваются ключевые характеристики нескольких продуктов SDR на уровне платы.
На основе этих данных мы создали упрощенную таблицу, приведенную ниже, в которой сравниваются ключевые функции XTRX с функциями LimeSDR и LimeSDR Mini.

XTRX по сравнению с LimeSDR и LimeSDR Mini

(источник: страница XTRX Crowd Supply)

XTRX LimeSDR LimeSDR Mini
Диапазон настройки 30 МГц - 3,7 ГГц (*) 30 МГц - 3,8 ГГц 10 МГц - 3,5 ГГц
дуплексный Полный MIMO Полный MIMO Полный СИСО
Максимальная частота дискретизации 120 MSPS 61,44 MSPS 30,72 MSPS
Разрешение АЦП / ЦАП 12-битный 12-битный 12-битный
Максимальная пропускная способность 120 МГц 61,44 МГц 30,72 МГц
каналы 2 2 1
Мощность передачи От 0 до 10 дБм (зависит от частоты) От 0 до 10 дБм (зависит от частоты) От 0 до 10 дБм (зависит от частоты)
Радиочастотный чипсет LMS7002M LMS7002M LMS7002M
внедренный да нет нет
Промышленный темп.
спектр
Необязательный нет нет
температура
датчиков
да да нет
частота.
стабильность
± 0,5 промилле изначально, <± 0,01 промилле после блокировки GPS ± 2,5 промилле ± 2,5 промилле
GPS-синхронизация на борту нет нет
Bus / интерфейс PCIe x2, адаптер USB 3 и многое другое (на базе FPGA) USB 3 USB 3
Сырая пропускная способность шины 10 Гбит / с 5 Гбит / с 5 Гбит / с
Размеры 30 × 51 мм 100 х 60 мм 69 х 31,4 мм
Дополнительные функции GPIO, GPS, интерфейс SIM-карты GPIO GPIO
Синхронизация нескольких плат Образец часов и отметок времени Образец часов Образец часов
Цена $ 199 $ 299 $ 139
Цена за канал $ 99,50 $ 150 $ 139

(* ПРИМЕЧАНИЕ. Обновление от 15 декабря на странице «Crowd Supply XTRX» отмечает, что «возможно использование XTRX в диапазоне HF, но для этого требуется правильная антенна и, возможно, внешний фильтр. Мы специально добавили еще один заголовок FPC для обеспечения работы»). в диапазоне HF легче. ”)

Дальнейшая информация

Кампания Crowd Supply XTRX mini-PCIe со встроенной SDR-картой в настоящее время финансируется на 80 процентов, и до достижения цели в 90 000 долларов осталось 32 дня.
Сама плата XTRX доступна по цене от 199 долл. США, а заказы ожидается к 31 мая 2018 г. (доставка бесплатна в США или 10 долл. США).
Другие предлагаемые пакеты включают USB-адаптер стоимостью 79 долларов США (включая алюминиевый корпус), адаптер PCIe x4 за 99 долларов США и пакет Octopack PCIe за 2900 долларов США, в который входит карта адаптера с предустановленной 8-кратной платой XTRX.
Есть также несколько комплектов, которые включают в себя несколько плат XTRX и / или различные аксессуары.
Более подробную информацию можно найти на странице XTRX Crowd Supply .