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 MHz2×2 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。
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。
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_bandsele300_impl::_update_atrse300_impl::_update_gpioe300_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：
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 °CE312 ：0 至 40 °CE313 ：-40 至 71 °C
工作湿度范围
原理图
关键组件数据表
FPGA
资源使用情况可能会随着 UHD 版本的更新而变化。 UHD 3.9.4 ，并直接来自 Xilinx Vivado 2014.4 。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：
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：
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） 。
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：
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）。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/
注意： "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。
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
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
写入镜像的方法：
可以使用以下工具将镜像烧录到 SD 卡中：
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.shWiFi 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：
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.conf4. 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。
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？ 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？ 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？ 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？ 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？ 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。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？ 直流供电接口和 PoE 接口 配备有浪涌和雷击保护。N 型 RX/TX 射频输入接口 和 SMA GPS 接口 并不具备此类保护。自行设计天线防雷方案 。
