SDR DDC трансивер ЕРМАК

[UT4UBK]

Добрый день, по совету старожилов форума , обозвал свою разрабатываемую конструкцию Ермак и выкладываю описание для обсуждения.

Что сейчас готово и запущено:

1. Плата DSP_ARM на базе TI SoC. Экран 5 дюймов, 800x472. OS QNX, написаны и отлажены все драйвера, и гуи. В наличии - сетка 100 мбит и два USB, тачскрин, 4 энкодера, 26 кнопок, основной энкодер. Софт полностью отлажен, гуйня в процессе, приемник принимает. Есть небольшие проблемы с подавлением зеркалки, тк требуется переписать стандартный фильтр гильберта, чтобы получить групповую задержку в целое число раз. Подключение динамиков или телефона, 5 полосный эквалайзер для динамика и микрофона. FPS примерно 25. Можно больше. Врямя старта всей сиcтемы - 5 секунд. На приемнике поднят telnet. Память 64 мб, свободно 40. Автомонтирование флеша. Rootfs развернута в RAM. Есть встроенный флеш диск на 200 мбайт.

2. Плата FIP на ней расположены кнопки и энкодеры, и ставится модуль DSP_ARM.

3. Фронтенд. За оcнову взять Давидовский модуль DDC, полностью переразведен. Шумовая полка порядка -132 dB. Есть проблемы с большими сигналами, при уровне -35dB происходит переполнение. Причины - изучаются.
По предварительным оценкам - приемник тянет два FIR фильтра основной селекции 192 порядка +гильберт 72 + периодически оконный FFT 1024 точки для спектроанализатора. Требуется около 400тыс циклов DSP. Без децимации можно обрабатывать до 760 кгц в реалтайме, с децимацией - 960 кгц, больше, думаю, и не надо. Или ввести второй приемник.

В планах - закончить прошивку DSP (подгружаемые фильтра, шумоподавитель, нотч фильтр, работа на передачу итд ). Сделать вторые, исправленны версии плат. Развести плату разъемов, DPF, УМ и автотюнер.

Во вложении - схема фронтенда, просьба прокоментировать для версии номер 2. Из ошибок - забыл завеcти VCOM на балун. Также выкладываю прошивку FPGA.

Виде работы приемной части выложу позже. Коммерчеcкого интереса не преследую, just for fun. Просьба не пинать пианиста, он играет как может. Это первая моя конструкция в КВ.

Комментарий модератора

1. UN7RX:
2. 
   Всех предупреждаю - авторские ветки на CQHAM будут модерироваться предельно жестко. Если вам что-то не нравится, вы в них просто не заходите, а за наезды на авторов будут баны вплоть до пожизненных.
   Запрещены любые обсуждения в стиле "это не правильно". Авторская ветка предполагает повторение желающими авторской конструкции, ВСЕ. Автор для этого предоставил все необходимое - решайте сами, будете вы это собирать, или пойдет искать что-то другое.

[UT4UBK]

Да.

Ок , все равно в планах переделывать плату под другой кристалл с secure boot. Единственное, надо будет переобжать эти шлейфы на текущие разъемы и сравнить уровень помех по сравнению с МГТФЭ

[Genadi Zawidowski]

с secure boot

А какая функциональность трансивера без этого не получается?

[UT4UBK]

А какая функциональность трансивера без этого не получается?

На нем подсистема памяти немного побыстрее (SDRAM vs DDR2),по коду - полностью совместим, и немного дешевле Это скорее вопрос оптимизации. Да и не хочется нашим братьям с востока дарить за просто так 2 года разработки софта.

[Genadi Zawidowski]

подсистема памяти немного побыстрее

Это здорово...

не хочется нашим братьям

Как я понимаю, на открытых исходниках могильный крест уже установлен давно, теперь еще и загрузочный образ закопаете?

[UT4UBK]

Это здорово...

Как я понимаю, на открытых исходниках могильный крест уже установлен давно, теперь еще и загрузочный образ закопаете?

Почему? Образ без проблем могу дать вам, хоть сейчас. Помочь со стартом, пожалуйста. Может хватит страдать с stm32?

[Genadi Zawidowski]

Я как бы не только с стм32 страдаю... Есть работающий экземпляр трансивер на cortex a9 от renesas. Но никаких радостей кроме производительности это не дало... Кстати, USB с ограничением на только два изохронных ендпоинта, в отличии от sтм например. Даром чтот high speed. Опять же, bga корпуса пока я не могу как rolin лихо паять. В примерении к радио меня по прежнему интересуют камни с большой внутренней памятью. Stm32h пока единственное что без бга и внешней памяти тянет все что мне надо. Разумеется понимаю, что аппетит растёт по мере совершенствования аппарата. Но ваш путь с qnx внутри меня лично удивил... Я всё-таки на bare metal ориентируясь делаю проект. А если процессор недостаточно описан для запуска без операционной системы то соответственно он оказывается вне применимых.

Добавлено через 6 минут(ы):

И по поводу крестов на исходниккх... Была надежда в свой проект нормальный GUI сделать вместо нынешнего вовсе уж простого.
Подсматривая в ваш проект.

[rx9cim]

Stm32h пока единственное что без бга и внешней памяти тянет все что мне надо.

Может хватит страдать с stm32?

для обычных задач (мы ведь не делаем радары с фазированными решетками и экстремальными корреляторами ) вполне хорошо.
На Ф7 у меня сейчас в режиме приема программно сделано:
- два полностью независимых приемника, можно выбирать разные моды, фильтры и абсолютно все настройки
- в каждом приемнике есть расчет FIR фильтров 512 порядка, вычисление БПФ сигнала, ОБПФ, демодуляция, АРУ, подстройка для телеграфа, адаптивное шумоподавление, автоночь,
- всего в процессе обработки за цикл 21мс вычисляется по каждому приемнику три БПФ1024, два ОБПФ1024. Итого на два приемника вместе 6 БПФ1024 и 4ОБПФ1024. Если врубаю адаптивное шумоподавление, то добавляется еще по БПФ и ОБПФ. Итого 7БПФ1024 и 5 ОБПФ 1024.
- для спектральных приемников еще дополнительно с периодом в 21мс вычисляется 2 БПФ1024, для звука - один БПФ 2048 раз в 84мс.

Это не считая кучи прочей математики кроме БПФ и есть еще небольшой запас. Если порядок фильтров и БПФ понизить (если нужно) то ресурсов станет еще больше. И все это крутится в внутреннем ОЗУ и ПЗУ, и по ним еще запасы есть. Так что страдание ли это?
Для Стм32Ф4 действительно были определенные страдания.

[UT4UBK]

Я как бы не только с стм32 страдаю... Есть работающий экземпляр трансивер на cortex a9 от renesas. Но никаких радостей кроме производительности это не дало... Опять же, bga корпуса пока я не могу как rolin лихо паять. В примерении к радио меня по прежнему интересуют камни с большой внутренней памятью. Stm32h пока единственное что без бга и внешней памяти тянет все что мне надо. Разумеется понимаю, что аппетит растёт по мере совершенствования аппарата. Но ваш путь с qnx внутри меня лично удивил... Я всё-таки на bare metal ориентируясь делаю проект. А если процессор недостаточно описан для запуска без операционной системы то соответственно он оказывается вне применимых.

Добавлено через 6 минут(ы):

И по поводу крестов на исходниккх... Была надежда в свой проект нормальный GUI сделать вместо нынешнего вовсе уж простого.
Подсматривая в ваш проект.

1. Баре метал дает иллюзию быстрого старта. Но потом быстро упираемся в потолок ресурсов.
2. Разделение на два ядра DSP+ARM значительно упрощает компоновку софта
3. Цена кремния сейчас небольшая. За туже цену получаем намного более производительную платофрму
4. QNX намного более удобен , чем Linux для повседневной работы программиста. Не зря они берут деньги за это. Пока есть линукс, программисты будут иметь хлеб с маслом на жизнь

Добавлено через 15 минут(ы):

для обычных задач (мы ведь не делаем радары с фазированными решетками и экстремальными корреляторами ) вполне хорошо.
На Ф7 у меня сейчас в режиме приема программно сделано:
- два полностью независимых приемника, можно выбирать разные моды, фильтры и абсолютно все настройки
- в каждом приемнике есть расчет FIR фильтров 512 порядка, вычисление БПФ сигнала, ОБПФ, демодуляция, АРУ, подстройка для телеграфа, адаптивное шумоподавление, автоночь,
- всего в процессе обработки за цикл 21мс вычисляется по каждому приемнику три БПФ1024, два ОБПФ1024. Итого на два приемника вместе 6 БПФ1024 и 4ОБПФ1024. Если врубаю адаптивное шумоподавление, то добавляется еще по БПФ и ОБПФ. Итого 7БПФ1024 и 5 ОБПФ 1024.
- для спектральных приемников еще дополнительно с периодом в 21мс вычисляется 2 БПФ1024, для звука - один БПФ 2048 раз в 84мс.

Это не считая кучи прочей математики кроме БПФ и есть еще небольшой запас. Если порядок фильтров и БПФ понизить (если нужно) то ресурсов станет еще больше. И все это крутится в внутреннем ОЗУ и ПЗУ, и по ним еще запасы есть. Так что страдание ли это?
Для Стм32Ф4 действительно были определенные страдания.

Вы сами ответили на это вопрос - сколько у вас остается ресурсов на потом. В моем варианте - по DSP еще 70%. Посмотрите какое железо заложили флексы, с прицелом на будущее.

Второе, мир не заканчивается на stm32. Завтра выйдет новый сортех от нового чип вендора. Более мощный и больше ресурсов. Опять все переписывать, то что касается работы с периферией и GUI?

Дальше. Дополнительные плюшки в виде web сервера, NTP, журнал связей, обновление по FTPб синхронизация баз данных итд. Сложно это реализовать на stm32

И последнее, в пайке BGA нет ничего сложного. Даже проще . чем многоногие QFP. Если, конечно же , себя специально не ограничивать. Нет возможности или опыта, вам их запаяют в любой мастерской. Главное - выбрать корпус с шагом 0.8-1мм

[rx9cim]

Вы сами ответили на это вопрос - сколько у вас остается ресурсов на потом. В моем варианте - по DSP еще 70%. Посмотрите какое железо заложили флексы, с прицелом на будущее.

Если я сделаю порядок фильтров 192 или 256, то у меня тоже будет 70% свободного времени.

Второе, мир не заканчивается на stm32. Завтра выйдет новый сортех от нового чип вендора. Более мощный и больше ресурсов. Опять все переписывать, то что касается работы с периферией и GUI?

Согласен. Если мы скачем по производителям, то это действительно будет так- все переписывать что касается периферии. Это же правило касается и SoC. В моем случае это процентов 5 от проекта. Все остальное это математика. Язык Си (и другие) кросплатформенный, нет вообще никаких проблем с переносимостью алгоритмов.
С другой стороны STM пока не дает повода для перехода к другим производителям. Я работаю на предыдущем семействе, Ф7. Есть новое - Н7. А переходы рано или поздно будут, опять таки по мере роста аппетита, пока же хватает того, что есть.

Дальше. Дополнительные плюшки в виде web сервера, NTP, журнал связей, обновление по FTPб синхронизация баз данных итд. Сложно это реализовать на stm32

Это сложно реализовать, вероятно и невозможно. Много времени уйдет на разработку или поиск кода. Возможно ресурсов не хватит. для SoC полагаю все это тоже придется с 0 писать, либо ставить ОС и запускать приложения. В общем здесь на вкус и цвет, единого консенсуса даже среди именитых производителей средств связи - нет. Лично в своих целях мне эти плюшки прямо в трансивере не нужны, гораздо эргономичнее для аппаратного журнала использовать отдельный комп.

И последнее, в пайке BGA нет ничего сложного. Даже проще . чем многоногие QFP. Если, конечно же , себя специально не ограничивать. Нет возможности или опыта, вам их запаяют в любой мастерской. Главное - выбрать корпус с шагом 0.8-1мм

Согласен.

Добавлено через 6 минут(ы):

Я не ярый сторонник STM32 и с пеной у рта не буду доказывать их совершенства. Просто есть большой опыт их применения. Выч средства выбираются под конретные цели и задачи. Для моего применения мне хватает.

[UT4UBK]

За выходные запек плату фильтров+тюнер. Плата была разведена по 50 кольца в фильтрах, но поставил 68. В релизе - немного увеличу расстояния между кольцами. Схема защиты входов измерителя VSWR взята из Flex6xxx. ADC оцифровывает прямой, обратный каналы и vswr с выхода max2016. У него внутри есть компаратор - защелка, при превышении определенного VSWR - срабатывает защита и снимает смещение с транзисторов в PA ( можно сделать, чтобы снималось и питание). Те сохранилась заложенная идеология - полностью программно управляемый блок, который "сидит" на шине i2c. В софте - специальная служба, которая управляет тюнером также, как и аналогичная - PA.

Интересует вопрос - стоит ли устанавливать байпас в режиме приема? Все таки добавляются еще два реле , а места на плате нет.