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标签: USRP
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USRP E310/E312/E313(硬件资源)
设备概述
USRP E31x 是一款专为现场离线部署而设计的便携式独立 SDR 平台。ADI 公司灵活的 2×2 MIMO AD9361 收发器提供高达 56 MHz 的瞬时带宽,频率范围涵盖 70 MHz 至 6 GHz,可覆盖多个目标频段。
主要特点
E310
- Xilinx Zynq 7020 SoC:带有 ARM Cortex A9 双核处理器的第七代 FPGA,主频为 667 MHz(SG1)或 866 MHz(SG3)
- Analog Devices AD9361 RFIC:采用直接变频结构的收发器
- 频率范围:70 MHz 至 6 GHz
- 瞬时带宽:最高可达 56 MHz
- 2×2 MIMO 收发器
- 向 ARM 处理器传输采样数据速率:最高 10 MS/s
- 接收与发送滤波器组
- 内置 GPS 接收器
- 9 轴惯性测量单元(IMU)
- 支持 RF 网络芯片(RFNoC™)FPGA 开发框架
E312
- 电池供电
- Xilinx Zynq 7020 SoC:带有 ARM Cortex A9 双核处理器(主频 866 MHz)的第七代 FPGA
E313
- 坚固耐用,具备防风雨能力,适用于户外部署
- 完整组装的 IP67 级外壳,内置 USRP E310
- 通过多项环境测试
- 支持以太网供电(PoE),具备浪涌和雷击保护
- Xilinx Zynq 7020 SoC:带有 ARM Cortex A9 双核处理器(主频 866 MHz)的第七代 FPGA
子板规格
E31x MIMO XCVR 板卡
USRP E31x MIMO XCVR 子板配备了集成的支持 MIMO 的射频前端。
调谐能力
该射频前端的接收链路和发射链路可独立调谐,支持 MIMO 配置。在 MIMO 模式下,两个接收前端共享一个接收本振(RX LO),两个发射前端共享一个发射本振(TX LO)。每个本振的调谐范围为 50 MHz 至 6 GHz。
增益
所有射频前端均具备独立的模拟增益控制。接收前端提供 76 dB 的可用增益,发射前端提供 89.8 dB 的可用增益。
增益设置依赖于具体应用,但建议用户在使用时至少设定为可用增益的一半,以获得良好的动态范围。本振锁定状态(LO lock status)
射频前端提供一个 本振锁定传感器(lo-locked sensor),可以通过 UHD API 查询其状态。
// assumes 'usrp' is a valid uhd::usrp::multi_usrp::sptr instance // get status for rx frontend usrp->get_rx_sensor("lo-locked"); // get status for tx frontend usrp->get_tx_sensor("lo-locked");
滤波器与天线开关
发射和接收滤波器组通过开关在多个可用滤波器之间进行切换。这些路径还依赖于天线开关的设置。如果开关设置不正确,通常会导致输入/输出功率被衰减。
接收滤波器为带通滤波器(串联高通和低通),发射滤波器为低通滤波器。控制滤波器频段和天线开关的相关源代码位于
e300_impl.c
中。具体可参考以下方法:e300_impl::_update_bandsel
e300_impl::_update_atrs
e300_impl::_update_gpio
e300_impl::_update_enables
这些方法通常会根据发射与接收流的状态设置相应的开关。
接下来的部分将提供前端 A 和 B 的接收与发射路径的天线与滤波器选择开关设置表。更多细节可参考原理图。
A 面滤波器与天线开关
注意事项:
- X 表示无关(无需关心此位的设置)
- T 表示在全双工模式下,按照发射路径设置表配置位,否则可以忽略
- 滤波器范围 A – B 将在频率满足 A ≤ 频率 < B 时被选中
接收RX
RX Port RX Filter (MHz) VCTXRX2_V1,V2 VCRX2_V1,V2 RX2_BANDSEL[2:0] RX2B_BANDSEL[1:0] RX2C_BANDSEL[1:0] TRX-A < 450 01 10 101 XX 01 TRX-A 450 – 700 01 10 011 XX 11 TRX-A 700 – 1200 01 10 001 XX 10 TRX-A 1200 – 1800 01 10 000 01 XX TRX-A 1800 – 2350 01 10 010 11 XX TRX-A 2350 – 2600 01 10 100 10 XX TRX-A 2600 – 6000 01 01 XXX XX XX RX2-A 70 – 450 TT 01 101 XX 01 RX2-A 450 – 700 TT 01 011 XX 11 RX2-A 700 – 1200 TT 01 001 XX 10 RX2-A 1200 – 1800 TT 01 000 01 XX RX2-A 1800 – 2350 TT 01 010 11 XX RX2-A 2350 – 2600 TT 01 100 10 XX RX2-A >= 2600 TT 10 XXX XX XX 发射TX
TX Port TX Filter (MHz) VCTXRX2_V1,V2 TX_ENABLE2A,2B TX_BANDSEL[2:0] TRX-A < 117.7 10 01 111 TRX-A 117.7 – 178.2 10 01 110 TRX-A 178.2 – 284.3 10 01 101 TRX-A 284.3 – 453.7 10 01 100 TRX-A 453.7 – 723.8 10 01 011 TRX-A 723.8 – 1154.9 10 01 010 TRX-A 1154.9 – 1842.6 10 01 001 TRX-A 1842.6 – 2940.0 10 01 000 TRX-A >= 2940.0 11 10 XXX 注意:尽管发送滤波器是低通的,但此表描述了 UHD 选择每个滤波器路径的调谐范围。该表还包含所需的发送使能状态。
B 面滤波器与天线开关
注意事项:
- X 表示无关(无需关心此位的设置)
- T 表示在全双工模式下,按照发射路径设置表配置位,否则可以忽略
- 当频率满足 A ≤ 频率 < B 时,将选择对应的滤波器范围 A – B
接收RX
RX Port RX Filter (MHz) VCTXRX1_V1,V2 VCRX1_V1,V2 RX1_BANDSEL[2:0] RX1B_BANDSEL[1:0] RX1C_BANDSEL[1:0] TRX-B < 450 10 01 100 XX 10 TRX-B 450 – 700 10 01 010 XX 11 TRX-B 700 – 1200 10 01 000 XX 01 TRX-B 1200 – 1800 10 01 001 10 XX TRX-B 1800 – 2350 10 01 011 11 XX TRX-B 2350 – 2600 10 01 101 01 XX TRX-B 2600 – 6000 10 10 XXX XX XX RX2-B 70 – 450 TT 10 100 XX 10 RX2-B 450 – 700 TT 10 010 XX 11 RX2-B 700 – 1200 TT 10 000 XX 01 RX2-B 1200 – 1800 TT 10 001 10 XX RX2-B 1800 – 2350 TT 10 011 11 XX RX2-B 2350 – 2600 TT 10 101 01 XX RX2-B >= 2600 TT 01 XXX XX XX 发送TX
TX Port TX Filter (MHz) VCTXRX1_V1,V2 TX_ENABLE1A,1B TX1_BANDSEL[2:0] TRX-B < 117.7 00 01 111 TRX-B 117.7 – 178.2 00 01 110 TRX-B 178.2 – 284.3 00 01 101 TRX-B 284.3 – 453.7 00 01 100 TRX-B 453.7 – 723.8 00 01 011 TRX-B 723.8 – 1154.9 00 01 010 TRX-B 1154.9 – 1842.6 00 01 001 TRX-B 1842.6 – 2940.0 00 01 000 TRX-B >= 2940.0 11 10 XXX 注意:
尽管发射滤波器是低通滤波器,下面的表格描述了 UHD 在选择每个滤波路径时的调谐频率范围。该表还包含了所需的发射使能状态。射频规格
射频性能(RF Performance)
- 单边带/本振抑制(SSB/LO Suppression):-35 / -50 dBc
- 相位噪声(Phase Noise)
- 在 3.5 GHz:1.0 度 RMS
- 在 6 GHz:1.5 度 RMS
- 输出功率(Power Output):大于 10 dBm
- 三阶交调输入点(IIP3,典型噪声系数下):-20 dBm
- 典型噪声系数(Typical Noise Figure):小于 8 dB
输入功率等级
- E310/E312/E313 的最大输入功率为 0 dBm。
硬件规格
E310
- 当前硬件版本:1
- 所需 UHD 最低版本:3.8.0
E312
- 当前硬件版本:1
- 所需 UHD 最低版本:3.8.5
E313
- 当前硬件版本:1
- 所需 UHD 最低版本:3.8.0
物理规格
尺寸
- E310:133 × 68 × 26.4 毫米
- E312:133 × 68.2 × 31.8 毫米
- E313:186 × 280 × 106 毫米
重量
- E310:375 克
- E312:446 克
- E313:2.5 千克
外形图 / 机械图(Drawings)
E310
E312
E313
CAD/STP 模型
E310
E310 外壳
E312
E313
环境规格
工作温度范围
- E310:0 至 40 °C
- E312:0 至 40 °C
- E313:-40 至 71 °C
工作湿度范围
- 相对湿度 10% 至 90%,非冷凝
原理图
关键组件数据表
零件编号 描述 原理图 ID (Page) 母板 TXS02612RTWR SDIO PORT EXPANDER U23 (2) XC7Z020-1CLG484CES9919 FPGA U11 (2,3,4,8,11,13) Xilinx Zynq Product Page FPGA – USB3340-EZK-TR ULPI Transceiver U33 (5) AK4571VQP Audio CODEC U30 (6) FT230XQ-R UART Interface U32 (6) 88E1512 Gigabit Ethernet Transceiver U13 (7) 24LC024/SN EEPROM U5 (9) DS1339,SM Real-Time Clock U6 (9) ADT7408 Temperature Sensor U8 (9) MPU-9150 Motion Processing Unit U3 (9) InvenSense MPU-9150 Product Page Motion Processing Unit U3 (9) BMP180 Digital pressure sensor U4 (9) BQ24192 Adapter Charger U1 (10) TPS54478 Step-Down Switcher U20 (10) MAX6510HAUT-T Temperature Switches U35 (10) ATTINY88-MU Microcontroller U18 (10) TPS61253YFF Step-Up Converter U19 (10) AMY-6M GPS Module U12 (6) 525L20DA40M0000 VCTCXO – 子板 零件编号 描述 原理图 ID (Page) AD9361 Product Page 2 x 2 RF Agile Transceiver U8 (3) 24AA256 EEPROM U15 (2) TC-1-43A+ RF Transformer T6 (3); T5 (3); T4 (3) TC1-1-13M+ RF Transformer T7 (3); T10 (3); T1 (3) TPS62140 Step-Down Converter U19 (4) ADP1753ACPZ-R7 Linear Regulator U17 (4); U18 (4) SGA-4563Z MMIC AMPLIFIER U12 (5); U4 (5) SKY13418-485LF Antenna Switch U13 (5); U3 (5); U16 (5); U2 (5); U10 (6); U5 (6) SKY13373-460LF SP3T Switch U11 (6); U9 (6); U6 (6); U7 (6); SW4 (7); SW1 (7) MGA-81563 Amplifier U14 (5); U1 (5) LFCN-5850+ Low Pass Filter FL32 (5); FL1 (5) LFCN-2750+ Low Pass Filter FL37 (5); FL4 (5) LFCN-2250+ Low Pass Filter FL23 (6); FL20 (6) LFCN-1700+ Low Pass Filter FL40 (5); FL2 (5) LFCN-1575+ Low Pass Filter FL25 (6); FL17 (6) LFCN-1000+ Low Pass Filter FL33 (5); FL9 (5); FL27 (6); FL15 (6) LFCN-575+ Low Pass Filter FL36 (5); FL5 (5) LFCN-530+ Low Pass Filter FL29 (6); FL13 (6) LFCN-400+ Low Pass Filter FL38 (5); FL3 (5); FL30 (6); FL11 (6) LFCN-225 Low Pass Filter FL39 (5); FL6 (5) LFCN-160+ Low Pass Filter FL34 (5); FL8 (5) LFCN-80+ Low Pass Filter FL35 (5); FL7 (5) HFCN-1600+ High Pass Filter FL22 (6); FL19 (6) HFCN-1100+ High Pass Filter FL24 (6); FL16 (6) HFCN-650+ High Pass Filter FL26 (6); FL14 (6) HFCN-440+ High Pass Filter FL28 (6); FL12 (6) BFCN-2435+ Bandpass Filter FL21 (6); FL18 (6) FDG6301N Dual N-Channel, Digital FET Q8 (7); Q5 (7) HSMS-8202 Mixer Diodes CR1 (7); CR2 (7); CR3 (7); CR4 (7) LP5900TL Linear Regulator U25 (8) ADP150AUJZ-3.0 Linear Regulator U22 (8) AD5662RBJ 16-Bit nanoDAC U21 (8) SN74AUP1T57 Voltage Translator U27 (8); U28 (8); U29 (8) FPGA
资源使用情况可能会随着 UHD 版本的更新而变化。
以下信息基于 UHD 3.9.4,并直接来自 Xilinx Vivado 2014.4。
但请注意,Vivado 2015.4 是推荐用于该设备 FPGA 设计的版本。E310/E312/E313
1. Slice Logic -------------- +----------------------------+-------+-----------+-------+ | Site Type | Used | Available | Util% | +----------------------------+-------+-----------+-------+ | Slice LUTs | 36203 | 53200 | 68.05 | | LUT as Logic | 28108 | 53200 | 52.83 | | LUT as Memory | 8095 | 17400 | 46.52 | | LUT as Distributed RAM | 870 | | | | LUT as Shift Register | 7225 | | | | Slice Registers | 36562 | 106400 | 34.36 | | Register as Flip Flop | 36562 | 106400 | 34.36 | | Register as Latch | 0 | 106400 | 0.00 | | F7 Muxes | 376 | 26600 | 1.41 | | F8 Muxes | 125 | 13300 | 0.93 | +----------------------------+-------+-----------+-------+ 3. Memory --------- +-------------------+------+-----------+-------+ | Site Type | Used | Available | Util% | +-------------------+------+-----------+-------+ | Block RAM Tile | 97 | 140 | 69.28 | | RAMB36/FIFO* | 90 | 140 | 64.28 | | RAMB36E1 only | 90 | | | | RAMB18 | 14 | 280 | 5.00 | | RAMB18E1 only | 14 | | | +-------------------+------+-----------+-------+ * Note: Each Block RAM Tile only has one FIFO logic available and therefore can accommodate only one FIFO36E1 or one FIFO18E1. However, if a FIFO18E1 occupies a Block RAM Tile, that tile can still accommodate a RAMB18E1 4. DSP ------ +----------------+------+-----------+-------+ | Site Type | Used | Available | Util% | +----------------+------+-----------+-------+ | DSPs | 120 | 220 | 54.54 | | DSP48E1 only | 120 | | | +----------------+------+-----------+-------+
接口和连接
- 10/100/1000 BASE-T 以太网接口
- 立体声音频输出,单声道麦克风输入
- 内置 GPS 接收器
- 支持主机 USB 接口
- 9 轴惯性测量单元(IMU)
前面板(Front Panel)
RF A 组
- TX/RX 指示灯:表示 A 面前端的 TX/RX 通道正在进行数据传输
- RX2 指示灯:表示 A 面前端的 RX2 通道正在进行数据传输
RF B 组
- TX/RX 指示灯:表示 B 面前端的 TX/RX 通道正在进行数据传输
- RX2 指示灯:表示 B 面前端的 RX2 通道正在进行数据传输
其他接口与指示
- PWR:带状态指示灯的电源开关,状态说明见下文
- SYNC:外部 PPS(每秒脉冲)信号输入端口
- GPS:GPS 天线接口
- AUDIO:音频输入 / 输出接口
电源开关上的状态指示灯用于显示电源和电池充电状态,其行为取决于固件版本。
版本 1(原始 E310)
- 熄灭:设备关闭,未在充电
- 红灯常亮:设备正在充电
- 绿灯常亮:设备已开启
- 红灯快速闪烁:表示错误代码,含义如下:
1 – 电压过低错误
2 – 稳压器低电压错误
3 – FPGA 电源错误
4 – DRAM 电源错误
5 – 1.8V 电源轨错误
6 – 3.3V 电源轨错误
7 – 子板 / 发射电源错误
9 – 温度错误
版本 2(E312 和升级后的 E310)
- 熄灭:设备关闭,未在充电
- 绿灯慢闪:设备关闭,正在充电
- 绿灯快闪:设备开启,正在充电
- 绿灯常亮:设备开启(若为 E312,则表示未在充电)
- 橙灯常亮:设备开启,正在放电
- 橙灯快闪:设备开启,正在放电,电量低于 10%
- 红灯快速闪烁:表示错误代码,含义如下:
1 – 电压过低错误
2 – 稳压器低电压错误
3 – FPGA 电源错误
4 – DRAM 电源错误
5 – 1.8V 电源轨错误
6 – 3.3V 电源轨错误
7 – 子板 / 发射电源错误
8 – 充电器错误
9 – 充电器温度错误
10 – 电池电量过低错误
11 – 电量计温度错误
12 – 机壳(整机)温度错误
后面板(Rear Panel)
- PWR:锁定式电源连接器(型号:Kycon KLDHCX-0202-A-LT),用于 USRP-E 系列电源输入
- 1G ETH:RJ45 接口,用于以太网连接
- USB:USB 2.0 接口
- SERIAL:Micro USB 接口,用于串口 UART 控制台
GPIO 引脚定义
引脚编号 功能 Pin 1 +3.3V 电源 Pin 2 保留 Pin 3 Data[5] Pin 4 保留 Pin 5 Data[4] Pin 6 Data[0] Pin 7 Data[3] Pin 8 Data[1] Pin 9 0V(地) Pin 10 Data[2] 上电状态
前面板 GPIO 的硬件上电状态以及 UHD 初始化状态均为 高阻态(high-Z)。
对于 E3xx 系列,GPIO 引脚没有外部上拉或下拉电阻,但 FPGA 内部具备这些功能,并配置如下:- E3xx:下拉(pull-down)
- 请参阅 E3x0/X3x0 GPIO API 以获取有关 GPIO 总线配置和使用的相关信息。
E31x GPIO 接口 / 电缆选项
压接连接器插针和插座可通过以下链接获取:
- 压接连接器插针
- 插座(Socket)
完整的电缆组件可在此处购买:
https://uk.farnell.com/multicomp/cass-0842/cable-assembly-crimp-socket-150mm/dp/2506397
注意:如需让电缆通过机壳进入,需要对 E31x 外壳进行改造。此类改动 不在保修范围内。
根据您的应用需求,还可以选择使用 FTDI → UART 板(如下方链接中的 Adafruit FT232H 板),通过 USB 端口连接,从而在 无需修改 E31x 机壳 的情况下实现基本的 GPIO 功能:
https://www.adafruit.com/product/2264
音频(Audio)
E3x0 系列的 2.5 毫米音频接口(TRRS)各引脚定义如下:
- Tip(尖端) = 麦克风(Mic)
- Ring1(第一圈) = 右声道(Right)
- Ring2(第二圈) = 左声道(Left)
- Sleeve(底部) = 接地(GND)
左/右声道音频输出兼容常见的低阻抗耳机(16 至 32 欧姆)。
麦克风引脚在非挂起状态下提供大约 2 mA 的偏置电流,电压为 2.2 V。由于市面上耳机的引脚配置多种多样,可能需要使用适配器 以确保兼容性。
认证
- RoHS:自 2010 年 12 月 1 日起,除非另有说明,所有 Ettus Research 产品均符合 RoHS 标准。
- 中国RoHS:电子信息产品污染控制管理办法
- 中国客户:NI 遵守中国《电子信息产品有害物质限制使用指令》(RoHS) 的规定。
易失性声明(Certificate of Volatility)
SD 卡镜像
http://files.ettus.com/e3xx_images/
上述链接目录中包含用于 USRP E31x 系列的 SD 卡镜像文件,以及 SDK(OE 交叉编译构建环境)。每个文件夹内包含一个清单文件(manifest),列出了 OE 构建中包含的软件包及其版本信息。注意:
文件夹"alpha"
、"beta"
、"e3xx-release-001"
、"e310-release-002"
、"e3xx-release-3"
中的内容为旧版本,已经淘汰,不建议用户使用。这些版本已不再提供支持,仅作为归档用途保留。当前推荐使用的是 Release 4 版本,位于
"e3xx-release-4"
文件夹中。
如果您当前已经成功运行旧版本,也可以继续使用,但建议尽早升级至此版本,以享受最新的 bug 修复、新功能、稳定性提升及其他优化。Release 4 版本包含:
- UHD 3.9.2
- GNU Radio 3.7.9
- 对应的 FPGA 镜像文件
- 注意:此版本需要 8GB SD 卡
- SD 卡镜像同时包含 FPGA 镜像和 E31x 系统操作系统
- FPGA 镜像位于设备文件系统路径
/usr/local/share/uhd/images
每个版本都提供两种 SD 镜像文件:
- 文件名中包含
-dev
与-demo
-dev
版本不包含图形界面相关的软件包(如 X Windows、QT)-demo
版本包含图形支持,占用更多 SD 卡空间并占用更多运行内存- 除此之外,两者功能等效
Release 4 镜像分为两类,需根据设备型号选择:
- E310 型号: 产品编号为
156333X-01L
(X 为 A 到 Z 的字母)- 如果 X 为 A/B/C/D,请使用
"ettus-e3xx-sg1"
文件夹下的镜像 - 如果 X 为 E 或更靠后的字母,请使用
"ettus-e3xx-sg3"
文件夹下的镜像 - 必须选择与设备匹配的镜像,否则设备将无法启动,仅停留在 U-Boot 阶段
- 如果 X 为 A/B/C/D,请使用
- E312 型号: 产品编号为
140605X-01L
(X 为 A 到 Z)- 所有 E312 设备均使用
"ettus-e3xx-sg3"
文件夹下的镜像
- 所有 E312 设备均使用
写入镜像的方法:
可以使用以下工具将镜像烧录到 SD 卡中:
dd
工具bmaptool
工具
参考说明文档:
镜像文件为
.xz
格式,使用 LZMA/LZMA2 压缩算法:解压工具推荐:
文件夹结构如下所示:
. |-- alpha | |-- dizzy-test | | |-- oecore-x86_64-armv7ahf-vfp-neon-toolchain-nodistro.0.manifest | | |-- oecore-x86_64-armv7ahf-vfp-neon-toolchain-nodistro.0.sh | | |-- sdimage-gnuradio-demo.direct.xz | | `-- sdimage-gnuradio-dev.direct.xz | |-- fido-rfnoc-test | | |-- oecore-x86_64-armv7ahf-vfp-neon-toolchain-nodistro.0.manifest | | |-- oecore-x86_64-armv7ahf-vfp-neon-toolchain-nodistro.0.sh | | |-- sdimage-gnuradio-demo.direct.xz | | |-- sdimage-gnuradio-demo.direct.xz.md5 | | |-- sdimage-gnuradio-dev.direct.xz | | `-- sdimage-gnuradio-dev.direct.xz.md5 | |-- fido-test | | |-- ettus-e3xx-sg1 | | | |-- sdimage-gnuradio-demo.direct.xz | | | |-- sdimage-gnuradio-demo.direct.xz.md5 | | | |-- sdimage-gnuradio-dev.direct.xz | | | `-- sdimage-gnuradio-dev.direct.xz.md5 | | |-- ettus-e3xx-sg3 | | | |-- sdimage-gnuradio-demo.direct.xz | | | |-- sdimage-gnuradio-demo.direct.xz.md5 | | | |-- sdimage-gnuradio-dev.direct.xz | | | `-- sdimage-gnuradio-dev.direct.xz.md5 | | |-- oecore-x86_64-armv7ahf-vfp-neon-toolchain-nodistro.0.manifest | | `-- oecore-x86_64-armv7ahf-vfp-neon-toolchain-nodistro.0.sh | `-- fosphor-testing | |-- fosphor.direct.xz | |-- oecore-x86_64-armv7ahf-vfp-neon-toolchain-nodistro.0.host.manifest | |-- oecore-x86_64-armv7ahf-vfp-neon-toolchain-nodistro.0.sh | |-- oecore-x86_64-armv7ahf-vfp-neon-toolchain-nodistro.0.target.manifest | |-- sdimage-gnuradio-demo.direct.xz | |-- sdimage-gnuradio-demo.direct.xz.md5 | |-- sdimage-gnuradio-dev.direct.xz | `-- sdimage-gnuradio-dev.direct.xz.md5 |-- beta | |-- dizzy-test | | |-- oecore-x86_64-armv7ahf-vfp-neon-toolchain-nodistro.0.manifest | | |-- oecore-x86_64-armv7ahf-vfp-neon-toolchain-nodistro.0.sh | | |-- sdimage-gnuradio-demo.direct.xz | | `-- sdimage-gnuradio-dev.direct.xz | `-- dizzy-test-wifi | `-- sdimage-gnuradio-dev.direct.xz |-- e310-release-002 | |-- oecore-x86_64-armv7ahf-vfp-neon-toolchain-nodistro.0.manifest | |-- oecore-x86_64-armv7ahf-vfp-neon-toolchain-nodistro.0.sh | |-- sdimage-gnuradio-demo.direct.xz | |-- sdimage-gnuradio-demo.direct.xz.md5sum | |-- sdimage-gnuradio-dev.direct.xz | `-- sdimage-gnuradio-dev.direct.xz.md5sum |-- e3xx-release-001 | |-- e300-gnuradio-dev-image-release1.bz | `-- nodistro-eglibc-x86_64-gnuradio-dev-image-armv7ahf-vfp-neon-toolchain-nodistro.0.sh |-- e3xx-release-3 | |-- oecore-x86_64-armv7ahf-vfp-neon-toolchain-nodistro.0.manifest | |-- oecore-x86_64-armv7ahf-vfp-neon-toolchain-nodistro.0.sh | |-- sdimage-gnuradio-demo.direct.xz | `-- sdimage-gnuradio-dev.direct.xz `-- e3xx-release-4 |-- ettus-e3xx-sg1 | |-- sdimage-gnuradio-demo.direct.xz | |-- sdimage-gnuradio-demo.direct.xz.md5 | |-- sdimage-gnuradio-dev.direct.xz | `-- sdimage-gnuradio-dev.direct.xz.md5 |-- ettus-e3xx-sg3 | |-- sdimage-gnuradio-demo.direct.xz | |-- sdimage-gnuradio-demo.direct.xz.md5 | |-- sdimage-gnuradio-dev.direct.xz | `-- sdimage-gnuradio-dev.direct.xz.md5 |-- oecore-x86_64-armv7ahf-vfp-neon-toolchain-nodistro.0.manifest `-- oecore-x86_64-armv7ahf-vfp-neon-toolchain-nodistro.0.sh
WiFi 网络连接
以下是将 USB WiFi 适配器连接到 E3xx 设备的设置说明。我们已测试过 Edimax EW-7811Un 适配器,但大多数基于 USB 的 WiFi 适配器应当都能获得支持。
首先,通过运行
lsusb
命令确认 USB WiFi 适配器已被识别。以下是识别到 Edimax EW-7811Un WiFi 适配器的
lsusb
示例输出:
(注:实际输出内容会显示设备 ID 和厂商名称)Bus 001 Device 003: ID 7392:7811 Edimax Technology Co., Ltd EW-7811Un 802.11n Wireless Adapter [Realtek RTL8188CUS]
如果系统已识别到 USB 适配器,请继续安装和配置步骤:
1. 运行下方命令。输入密码短语并按 <Enter>。
wpa_passphrase <SSID> >> /etc/wpa_supplicant.conf`
2. 在文件
/etc/wpa_supplicant.conf
中,编辑上一步创建的条目,使其看起来如下所示(只需补全缺失的部分)。network={ ssid="YOUR_SSID" psk=HASH_VALUE key_mgmt=WPA-PSK proto=RSN WPA pairwise=CCMP TKIP group=CCMP TKIP }
3. 运行以下命令:
wpa_supplicant -B -D nl80211 -i wlan0 -c /etc/wpa_supplicant.conf
4. 运行以下命令:
udhcpc -i wlan0
编译无线驱动程序
目前,Ettus Research 不支持在 E3xx 设备上编译驱动程序。
在 Release-4 镜像中,已内置多个 WiFi 适配器的驱动程序。
大多数标注为适用于 Raspberry Pi 的无线适配器应可与内置驱动兼容使用。USRP 嵌入式系列常见问题(FAQ)
常见 USRP E31x 问题
1、问:USRP E 系列支持以多高的数据率持续将采样数据传输到桌面或笔记本主机?
答:与 USRP B、N 和 X 系列等基于主机的 SDR 设备不同,USRP E 系列设备并非设计用于将高带宽数据持续流式传输到桌面或笔记本主机。其 SDR 应用运行在嵌入式 CPU 上,处理能力有限。用户应借助例如 RFNoC 等工具,将处理高带宽采样的计算密集型算法卸载到 FPGA 上。2、问:FPGA 与 ARM 处理器之间支持多高的数据传输速率?
答:由于嵌入式处理器性能有限,FPGA 到 ARM 内核的最大数据传输速率约为 10 MS/s,具体速率会根据 CPU 的处理负载而有所变化。虽然 AD9361 射频芯片可采集高达 56 MHz 的带宽信号,但若要对全带宽信号进行处理,必须在 FPGA 上实现相关算法。3、问:1 GbE(千兆以太网)端口的作用是什么?
答:E 系列设备可在 1 千兆以太网接口上运行 DHCP 客户端,以接入更大的网络,从而实现远程计算机的访问。E313 还支持以太网供电(PoE)。USRP E313 相关问题
1、问:USRP E313 进行了哪些环境测试?
答:USRP E313 经过多项环境标准测试,以确保其在户外环境下的可靠运行。这些测试包括:防护等级测试(防尘防水)、温度、湿度、机械冲击、随机振动和高海拔环境测试。2、问:如何保护连接到主机 USB 接口的外部设备?
答:设备套件中提供了一个圆形导管接口组件,其两端带有大、小螺纹口。- 小螺纹端连接至 USRP E313 的 USB 接口
- 用户需要将自有的防水结构连接到大螺纹端,以保护 USB 外部设备
由于外接设备的使用需求差异较大,此导管接口可作为用户自行设计防护方案的灵活起点。
3、问:如何保护未使用的端口?
答:所有端口在出厂时均配有防护端盖。未使用的端口应保持端盖盖好,以提供防尘防水保护。4、问:为什么没有随设备附带直流电源?
答:RJ45 接口支持以太网供电(PoE),并设计为主要供电方式。不过,用户仍可使用直流电源进行供电。
由于户外场景下直流供电需求差异较大,套件中提供了一个用于 DC 电源接口的防水套管,以便用户设计自己的供电方案。同时也提供了一个RJ45 接口的防水套管。5、问:射频输入端口是否具备防雷保护?
答:设备的 直流供电接口和 PoE 接口 配备有浪涌和雷击保护。
但 N 型 RX/TX 射频输入接口 和 SMA GPS 接口 并不具备此类保护。
用户应根据具体应用需求,自行设计天线防雷方案。 -
USRP E320(硬件资源)
设备概述
USRP E320 相比 E31x 系列设备提供了4 倍以上的 FPGA 资源,为嵌入式软件无线电带来了更高的性能。E320 还在数据流、同步、系统集成、故障恢复以及远程管理能力方面进行了多项改进。该款适用于现场部署的 SDR 继续采用 Analog Devices 的 AD9361 灵活的 2×2 MIMO 收发器,频率覆盖范围为 70 MHz 至 6 GHz,并支持 高达 56 MHz 的瞬时带宽。
主要特性(Key Features)
E320
- Xilinx Zynq 7045 SoC
- 第七代 FPGA,带 2GB DDR3 内存
- ARM Cortex A9 双核处理器,主频 800 MHz
- Analog Devices AD9361 RFIC 直接变频收发器
- 频率范围:70 MHz – 6 GHz
- 瞬时带宽:最高 56 MHz
- 2×2 MIMO 收发架构
- 向 ARM 处理器的数据传输速率:最高 10 MS/s
- 向主机(通过 10Gb/SFP+)的数据传输速率:最高 61.44 MS/s
- 带接收和发射滤波器组
- 集成 GPSDO
- 内置 9 轴惯性测量单元(IMU)
- 支持 RFNoC™(射频网络芯片)FPGA 开发框架
- 提供 裸板版本 和 完整封装版本 供选择
射频规格(RF Specifications)
射频性能(RF Performance)
- 输出功率:>10 dBm
- 三阶交调输入点(IIP3,典型噪声系数下):-20 dBm
- 典型接收噪声系数(Noise Figure):<8 dB
输入功率等级
- E320 的最大输入功率为 -15 dBm。
硬件规格
E320
- 当前硬件版本:1
- 所需 UHD 最低版本:3.14.0.0
物理规格
尺寸(Dimensions)
- E320(带散热器的裸板):173 × 100 × 36 毫米
- E320(完整封装版):175 × 106 × 38 毫米
重量(Weight)
- E320(带散热器的裸板):0.16 千克
- E320(完整封装版):0.86 千克
环境规格(Environmental Specifications)
- 工作温度范围:0 至 45 °C
- 非工作温度范围:-40 至 85 °C
- 工作湿度范围:10% 至 90%(非冷凝)
- 非工作湿度范围:5% 至 95%(非冷凝)
外形图 / 机械图(Drawings)
CAD/STP 模型
硬件原理图
GPSDO
支持 GPSDO NMEA 字符串。
传感器
您可以使用gps_locked
传感器查询锁定状态,同时可以通过gps_gprmc
和gps_gpgga
传感器获取原始的 NMEA 语句。可以使用gpsd
或其他 NMEA 解析器从gps_gpgga
传感器中解析位置信息。规格
Module Specifications 1 PPS Timing Accuracy from GPS receiver <8ns to UTC RMS (1-Sigma) GPS Locked Holdover Stability (1 week with GPS) <±50us over 3 Hour Period @+25°C (No Motion, No Airflow) 1 PPS Output 3.3VDC CMOS Serial Port TTL Level, GPS NMEA Output with 1Hz or 5Hz update rate, Integrated into UHD GPS Frequency L1, C/A 1574MHz GPS Antenna Active (3V compatible) or Passive (0dB to +30dB gain) GPS Receiver 65 Channels, QZSS, SBAS WAAS, EGNOS, MSAS capableSupports Position and Hold over-determined clock mode Sensitivity Acquisition -148dBm, Tracking -165dBm TTFF Cold Start: <32 sec, Warm Start: 1 sec, Hot Start: 1 sec ADEV 10s: <7E-01110Ks: <2E-012 (GPS Locked, 25°C, no motion, no airflow) Warm Up Time / Stabilization Time <10 min at +25C to 1E-09 Accuracy Supply Voltage (Vdd) 3.3V Single-Supply, +0.2V/-0.15V Power Consumption <0.16W Operating Temperature -10°C to +70°C Storage Temperature -45C to 85C Oscillator Specifications (internal) Frequency Output of low Phase Noise crystal 20MHz CMOS 3Vpp 20MHz Retrace ±2E-08 After 1 Hour @ +25°C without GPS RF Output Amplitude 3Vpp CMOS 20MHz Phase Jitter (100Hz to 10MHz) <0.135ps rms Frequency Stability Over Temperature (0°C to +60°C) ±0.1ppm (internal TCXO without GPS) Warm Up Time < 1 min at +25C Phase Noise at 20MHz 1Hz -65 dBc/Hz 10Hz -97 dBc/Hz 100Hz -116 dBc/Hz 1kHz -136 dBc/Hz 10kHz <-148 dBc/Hz 100 kHz <-155 dBc/Hz 前端规格
调谐
射频前端具有可单独调谐的接收和发射通道。发射和接收都可以用于 MIMO 配置。在 MIMO 情况下,两个接收前端共享 RX 本振(LO),两个发射前端共享 TX 本振。每个本振的调谐范围为 50 MHz 至 6 GHz。增益
所有前端都具有独立的模拟增益控制。接收前端具有 76 dB 的可用增益;发射前端具有 89.8 dB 的可用增益。增益设置取决于具体应用,但建议用户至少使用一半的可用增益,以获得合理的动态范围。接口与连接性
- RJ45(1 GbE)
- SFP+(支持 1/10 GbE,Aurora 协议)
- Type A USB 主机接口
- Micro-USB(用于串口控制台和 JTAG 调试)
- GPIO(通用输入输出接口)
- 集成式 GPSDO(GPS 驱动振荡器)
- 9 轴惯性测量单元(IMU)
前面板说明:
- PWR:电源按钮
- RF A 组
- TX/RX 指示灯:表示前端 A 的 TX/RX 通道正在传输数据
- RX2 指示灯:表示前端 A 的 RX2 通道正在传输数据
- RF B 组
- TX/RX 指示灯:表示前端 B 的 TX/RX 通道正在传输数据
- RX2 指示灯:表示前端 B 的 RX2 通道正在传输数据
- PPS IN:外部 PPS(每秒脉冲)信号的输入端口
- REF IN:外部 10 MHz 参考信号的输入端口
- GPS ANT:GPS 天线连接口
后面板说明:
- POWER:10–14V 直流电源接口
- GPIO:用于 GPIO 的 Mini-HDMI 接口
- USB:USB 2.0 接口
- 1G ETH:用于远程管理的 RJ45 千兆以太网端口
- SFP+:用于数据流传输的 SFP+ 接口
- CONSOLE JTAG:用于串口 UART/JTAG 控制台的 Micro-USB 接口
电源连接器说明:
- 型号:PDP-40(由 CUI Inc. 提供)
引脚详情:
- 引脚 #1 / #2:12V 电源
- 引脚 #3 / #4:接地(Ground)