MICROCHIP Costas Loop Management Gebruikersgids
Inleiding
In draadlose transmissie word die sender (Tx) en Ontvanger (Rx) met 'n afstand geskei en elektries geïsoleer. Alhoewel beide Tx en Rx op dieselfde frekwensie ingestel is, is daar 'n frekwensieverskuiwing tussen die drafrekwensies as gevolg van die ppm verskil tussen die ossillators wat in Tx en Rx gebruik word. Die frekwensie-offset word vergoed deur die data-gesteunde of nie-data-gesteunde (blinde) sinchronisasiemetodes te gebruik.
'n Costas-lus is 'n nie-data-gesteunde PLL-gebaseerde metode vir drafrekwensie-kompensasie. Die primêre toepassing van Costas-lusse is in draadlose ontvangers. Deur dit te gebruik, word die frekwensieverskuiwing tussen die Tx en Rx vergoed sonder die hulp van vlieëniertone of simbole. Die Costas-lus word geïmplementeer vir die BPSK- en QPSK-modulasies met 'n verandering in die foutberekeningsblok. Die gebruik van 'n Costas-lus vir die fase- of frekwensie-sinkronisering kan lei tot fase-dubbelsinnigheid, wat reggestel moet word deur tegnieke soos differensiële enkodering.
Opsomming
Die volgende tabel gee 'n opsomming van die Costas Loop eienskappe.
Tabel 1. Costas Loop eienskappe
| Kern weergawe | Hierdie dokument is van toepassing op Costas Loop v1.0. |
| Ondersteunde toestelgesinne |
|
| Ondersteun Gereedskap Vloei | Vereis Libero® SoC v12.0 of later vrystellings. |
| Lisensiëring | Costas Loop IP clear RTL is lisensie gesluit en die geënkripteerde RTL is vrylik beskikbaar met enige Libero lisensie. Geënkripteerde RTL: Volledige geënkripteerde RTL-kode word vir die kern verskaf, wat dit moontlik maak om die kern met Smart Design te instansieer. Simulasie, sintese en uitleg kan met Libero-sagteware uitgevoer word. Vee RTL uit: Volledige RTL-bronkode word vir die kern- en toetsbanke verskaf. |
Kenmerke
Costas Loop het die volgende sleutelkenmerke:
- Ondersteun BPSK- en QPSK-modulasies
- Instelbare lusparameters vir wye frekwensiereeks
Implementering van IP Core in Libero® Design Suite
IP-kern moet in die IP-katalogus van die Libero SoC-sagteware geïnstalleer word. Dit word outomaties deur die IP geïnstalleer
Katalogusopdateringsfunksie in die Libero SoC-sagteware, of die IP-kern word met die hand van die katalogus afgelaai. Een keer
die IP-kern is geïnstalleer in die Libero SoC-sagteware IP-katalogus, die kern word gekonfigureer, gegenereer en geïnstansieer binne die Smart Design-nutsding vir insluiting in die Libero-projeklys.
Toestelbenutting en -prestasie
Die volgende tabelle lys die toestelgebruik wat vir Costas Loop gebruik word.
Tabel 2. Costas-lusbenutting vir QPSK
| Toestelbesonderhede | Hulpbronne | Werkverrigting (MHz) | RAM's | Wiskunde blokkies | Chip Globals | |||
| Familie | Toestel | LUTs | DFF | LSRAM | μSRAM | |||
| PolarFire® SoC | MPFS250T | 1256 | 197 | 200 | 0 | 0 | 6 | 0 |
| PolarFire | MPF300T | 1256 | 197 | 200 | 0 | 0 | 6 | 0 |
Tabel 3. Costas-lusbenutting vir BPSK
| Toestelbesonderhede | Hulpbronne | Werkverrigting (MHz) | RAM's | Wiskunde blokkies | Chip Globals | |||
| Familie | Toestel | LUTs | DFF | LSRAM | μSRAM | |||
| PolarFire® SoC | MPFS250T | 1202 | 160 | 200 | 0 | 0 | 7 | 0 |
| Poolvuur | MPF300T | 1202 | 160 | 200 | 0 | 0 | 7 | 0 |
Belangrik:
- Die data in hierdie tabel word vasgelê deur gebruik te maak van tipiese sintese- en uitleginstellings. CDR-verwysingsklokbron is op Toegewyd gestel met ander konfiguratorwaardes onveranderd.
- Klok word beperk tot 200 MHz terwyl die tydsberekeningsanalise uitgevoer word om die prestasiegetalle te bereik.
Funksionele beskrywing
Hierdie afdeling beskryf die implementeringsbesonderhede van die Costas-lus.
Die volgende figuur toon die stelselvlak-blokdiagram van die Costas-lus.
Figuur 1-1. Stelselvlak-blokdiagram van Costas-lus
Die vertraging tussen die inset en uitset van die Costas-top is 11 kloksiklusse. Die THETA_OUT-vertraging is 10-klok
siklusse. Kp (proporsionaliteit konstante), Ki (integrale konstante), Theta faktor, en LIMIT faktor moet vasgestel word volgens die geraas omgewing en die frekwensie offset wat ingestel word. Die Costas-lus neem 'n rukkie om te sluit, soos in die PLL-operasie. Sommige pakkies kan verlore gaan tydens die aanvanklike sluitingstyd van die Costas Loop.
Argitektuur
Implementering van die Costas-lus vereis die volgende vier blokke:
- Lusfilter (PI-beheerder in hierdie implementering)
- Theta Generator
- Foutberekening
- Vektorrotasie
Figuur 1-2. Costas-lusblokdiagram
Die fout vir 'n spesifieke modulasieskema word bereken op grond van die geroteerde I- en Q-waardes deur die Vektorrotasiemodule te gebruik. Die PI-beheerder bereken frekwensie gebaseer op die fout, proporsionele wins Kp en integrale versterking Ki. Die maksimum frekwensie offset is gestel as 'n grenswaarde vir die PI kontroleerder se frekwensie uitset. Die Theta Generator-module genereer die hoek deur integrasie. Die theta-faktor-invoer bepaal die helling van integrasie en hang af.
op die sampling horlosie. Die hoek wat vanaf die Theta Generator gegenereer word, word gebruik om die I- en Q-invoerwaardes te draai. Die foutfunksie is spesifiek vir 'n modulasietipe. Aangesien die PI-beheerder in vastepunt-formaat geïmplementeer word, word skaal uitgevoer op proporsionele en integrale uitsette van PI-beheerder.
Net so word skaal geïmplementeer vir theta-integrasie.
IP-kernparameters en koppelvlakseine
Hierdie afdeling bespreek die parameters in die Costas Loop GUI-konfigurator en I/O-seine.
Konfigurasie instellings
Die volgende tabel lys die beskrywing van die konfigurasieparameters wat gebruik word in die hardeware-implementering van Costas Loop. Dit is generiese parameters wat gewissel word volgens die vereiste van die toepassing.
Tabel 2-1. Konfigurasie parameter
| Sein Naam | Beskrywing |
| Modulasie tipe | BPSK of QPSK |
Insette en Uitsette Seine
Die volgende tabel lys die invoer- en uitvoerpoorte van Costas Loop.
Tabel 2-2. Invoer- en uitsetseine
| Sein Naam | Rigting | Sein Tipe | Breedte | Beskrywing |
| CLK_I | Invoer | — | 1 | Klok sein |
| ARST_N_IN | Invoer | — | 1 | Aktiewe lae asynchrone terugstelsein |
| I_DATA_IN | Invoer | Geteken | 16 | In fase / Reële data-invoer |
| Q_DATA_IN | Invoer | Geteken | 16 | Kwadratuur / denkbeeldige data-invoer |
| KP_IN | Invoer | Geteken | 18 | Proporsionaliteitskonstante van PI-beheerder |
| KI_IN | Invoer | Geteken | 18 | Integrale konstante van PI-beheerder |
| LIMIT_IN | Invoer | Geteken | 18 | Limiet vir die PI-beheerder |
| THETA_FACTOR_IN | Invoer | Geteken | 18 | Theta-faktor vir theta-integrasie. |
| I_DATA_OUT | Uitset | Geteken | 16 | In fase / Reële data Uitset |
| Q_DATA_OUT | Uitset | Geteken | 16 | Kwadratuur / denkbeeldige data-uitvoer |
| THETA_UIT | Uitset | Geteken | 10 | Berekende Theta-indeks (0-1023) vir die verifikasie |
| PI_UIT | Uitset | Geteken | 18 | PI uitset |
Tydsberekening Diagramme
Hierdie afdeling bespreek die Costas Loop tydsberekening diagram.
Die volgende figuur toon die tydsberekeningdiagram van Costas Loop.
Figuur 3-1. Costas-lustydberekeningdiagram
Toetsbank
'n Eenvormige toetsbank word gebruik om Costas Loop te verifieer en te toets wat as gebruikerstoetsbank genoem word. Toetsbank word voorsien om die funksionaliteit van die Costas Loop IP na te gaan.
Simulasie rye
Om die kern met behulp van die toetsbank te simuleer, voer die volgende stappe uit:
- Maak die Libero SoC-toepassing oop, klik op Katalogus-oortjie, brei Solutions-Wireless uit, dubbelklik op COSTAS LOOP en klik dan op OK. Die dokumentasie wat met die IP geassosieer word, word onder Dokumentasies gelys.
Belangrik: As jy nie die Katalogus-oortjie sien nie, gaan na View > Windows-kieslys en klik Katalogus om dit sigbaar te maak.
Figuur 4-1. Costas Loop IP Core in Libero SoC-katalogus
- Konfigureer die IP volgens jou vereiste.
Figuur 4-2. Konfigureerder GUI
Bevorder al die seine na topvlak en genereer die ontwerp - Op die Stimulus-hiërargie-oortjie, klik Bou hiërargie.
Figuur 4-3. Bou hiërargie
- Op die Stimulus Hiërargie-oortjie, regskliek die toetsbank (Costas loop bevy), wys na Simulate Present Design, en klik dan Open Interactively
Figuur 4-4. Simulering van voor-sintese-ontwerp
ModelSim maak oop met die toetsbank file, soos in die volgende figuur getoon.
Figuur 4-5. ModelSim Simulasie Venster
Belangrik: As die simulasie onderbreek word as gevolg van die looptydlimiet gespesifiseer in die .do file, gebruik die run -all opdrag om die simulasie te voltooi
Hersieningsgeskiedenis
Die hersieningsgeskiedenis beskryf die veranderinge wat in die dokument geïmplementeer is. Die veranderinge word volgens hersiening gelys, wat begin met die nuutste publikasie.
Tabel 5-1. hersiening Geskiedenis
| Hersiening | Datum | Beskrywing |
| A | 03/2023 | Aanvanklike vrystelling |
Mikroskyfie FPGA Ondersteuning
Microchip FPGA-produktegroep ondersteun sy produkte met verskeie ondersteuningsdienste, insluitend kliëntediens,
Kliënte Tegniese Ondersteuningsentrum, a webwebwerf, en wêreldwye verkoopskantore. Kliënte word aanbeveel om te besoek
Mikroskyfie aanlynhulpbronne voordat u ondersteuning kontak, aangesien dit baie waarskynlik is dat hul navrae reeds was
geantwoord.
Kontak Tegniese Ondersteuningsentrum deur die webwebwerf by www.microchip.com/support. Noem die FPGA-toestel
Onderdeelnommer, kies toepaslike gevalkategorie en laai ontwerp op files terwyl die skep van 'n tegniese ondersteuning geval.
Kontak Kliëntediens vir nie-tegniese produkondersteuning, soos produkpryse, produkopgraderings, opdatering
inligting, bestellingstatus en magtiging.
- Van Noord-Amerika, bel 800.262.1060
- Van die res van die wêreld, bel 650.318.4460
- Faks, van enige plek in die wêreld, 650.318.8044
Mikroskyfie inligting
Die mikroskyfie Webwebwerf
Microchip bied aanlyn ondersteuning via ons webwebwerf by www.microchip.com/. Hierdie webwebwerf word gebruik om te maak files en
inligting maklik beskikbaar vir kliënte. Sommige van die beskikbare inhoud sluit in:
- Produk Ondersteuning – Gegewensblaaie en errata, aansoeknotas en aample-programme, ontwerphulpbronne, gebruikersgidse en hardeware-ondersteuningsdokumente, nuutste sagtewarevrystellings en argiefsagteware
- Algemene Tegniese Ondersteuning - Gereelde Vrae (Gereelde Vrae), tegniese ondersteuningsversoeke, aanlyn besprekingsgroepe, mikroskyfie-ontwerpvennootprogramledelys
- Besigheid van Microchip – Produkkieser- en bestelgidse, jongste Microchip-persvrystellings, lys van seminare en geleenthede, lyste van Microchip-verkoopskantore, -verspreiders en fabrieksverteenwoordigers
Kennisgewingdiens vir produkverandering
Microchip se kennisgewingdiens vir produkverandering help om kliënte op hoogte te hou van Microchip-produkte. Intekenare sal e-poskennisgewing ontvang wanneer daar veranderinge, opdaterings, hersienings of foute is wat verband hou met 'n spesifieke produkfamilie of ontwikkelingsinstrument van belang.
Om te registreer, gaan na www.microchip.com/pcn en volg die registrasie-instruksies.
Kliënte ondersteuning
Gebruikers van Microchip-produkte kan bystand deur verskeie kanale ontvang:
- Verspreider of verteenwoordiger
- Plaaslike Verkoopskantoor
- Ingebedde oplossingsingenieur (ESE)
- Tegniese Ondersteuning
Kliënte moet hul verspreider, verteenwoordiger of ESE kontak vir ondersteuning. Plaaslike verkoopskantore is ook beskikbaar om kliënte te help. 'n Lys van verkoopskantore en liggings is by hierdie dokument ingesluit.
Tegniese ondersteuning is beskikbaar deur die webwebwerf by: www.microchip.com/support
Mikroskyfie-toestelle-kodebeskermingsfunksie
Let op die volgende besonderhede van die kodebeskermingsfunksie op Mikroskyfie-produkte:
- Mikroskyfie-produkte voldoen aan die spesifikasies vervat in hul spesifieke mikroskyfie-datablad.
- Microchip glo dat sy familie produkte veilig is wanneer dit op die beoogde manier gebruik word, binne bedryfspesifikasies en onder normale toestande.
- Mikroskyfie waardeer en beskerm sy intellektuele eiendomsregte aggressief. Pogings om die kodebeskermingskenmerke van Microchip-produk te oortree, is streng verbode en kan die Digital Millennium Copyright Act oortree.
- Nóg Microchip nóg enige ander halfgeleiervervaardiger kan die sekuriteit van sy kode waarborg. Kodebeskerming beteken nie dat ons waarborg dat die produk “onbreekbaar” is nie. Kodebeskerming ontwikkel voortdurend. Microchip is daartoe verbind om die kodebeskermingseienskappe van ons produkte voortdurend te verbeter
Regskennisgewing
Hierdie publikasie en die inligting hierin mag slegs met Microchip-produkte gebruik word, insluitend om te ontwerp, toets,
en integreer Microchip produkte met jou toepassing. Gebruik van hierdie inligting op enige ander manier skend dit
terme. Inligting rakende toesteltoepassings word slegs vir u gerief verskaf en kan vervang word
deur opdaterings. Dit is jou verantwoordelikheid om te verseker dat jou aansoek aan jou spesifikasies voldoen. Kontak jou
plaaslike Microchip verkoopskantoor vir bykomende ondersteuning of, verkry addisionele ondersteuning by www.microchip.com/en ons/support/design-help/client-support-services.
HIERDIE INLIGTING WORD “SOOS IS” DEUR MICROCHIP VERSKAF. MICROCHIP MAAK GEEN VERTOë OF WAARBORGE VAN ENIGE AARD, HETsy UITDRUKKELIJK OF GEÏMPLISEERD, SKRIFTELIK OF MONDELING, STATUTÊR OF ANDERS NIE, VERWANTE MET DIE INLIGTING INGESLUIT, MAAR NIE BEPERK TOT ENIGE GEÏSPLISEERDE WAARBORGE-EN-VERBORGING, GESKIKTHEID VIR 'N SPESIFIEKE DOEL, OF WAARBORGE VERWANTE MET DIE TOESTAND, KWALITEIT OF PRESTASIE.
IN GEEN GEVAL SAL MICROCHIP AANSPREEKLIK WEES VIR ENIGE INDIREKTE, SPESIALE, STRAF-, TOEVALLE OF GEVOLLIKE VERLIES, SKADE, KOSTE OF UITGAWE VAN ENIGE AARD WAT OOKAL VERWANT IS MET DIE INLIGTING OF DIE GEBRUIK DAARVAN, WANNEER DIE OORSAAK IS, WANNEER OOKAL DIE OORSAAK IS. MOONTLIKHEID OF DIE SKADE IS VOORSIENBAAR. IN DIE VOLSTE MAAT DEUR WET TOEGELAAT, SAL MICROCHIP SE TOTALE AANSPREEKLIKHEID OP ALLE EISE OP ENIGE MANIER VERBAND MET DIE INLIGTING OF DIE GEBRUIK DAARVAN NIE DIE BEDRAG FOOIE, INDIEN ENIGE, WAARVOOR U DIREKS AAN DIE INFORMASIE BETAAL HET, OORSKRYF NIE.
Die gebruik van Mikroskyfie-toestelle in lewensondersteunende en/of veiligheidstoepassings is geheel en al op die koper se risiko, en die koper stem in om Mikroskyfie te verdedig, te vrywaar en skadeloos te hou teen enige en alle skade, eise, regsgedinge of uitgawes wat uit sodanige gebruik voortspruit. Geen lisensies word, implisiet of andersins, onder enige mikroskyfie intellektuele eiendomsregte oorgedra nie, tensy anders vermeld.
Gehaltebestuurstelsel
Vir inligting rakende Microchip se kwaliteitbestuurstelsels, besoek asseblief www.microchip.com/quality.
Wêreldwye verkope en diens
| AMERIKA | ASIA/PASIFIK | ASIA/PASIFIK | EUROPA |
| Korporatiewe Kantoor2355 West Chandler Blvd. Chandler, AZ 85224-6199Tel: 480-792-7200Faks: 480-792-7277Tegniese ondersteuning: www.microchip.com/support Web Adres: www.microchip.com Atlanta Duluth, GA Tel: 678-957-9614Faks: 678-957-1455Austin, TX Tel: 512-257-3370Boston Westborough, MA Tel: 774-760-0087Faks: 774-760-0088ChicagoItasca, IL Tel: 630-285-0071Faks: 630-285-0075DallasAddison, TX Tel: 972-818-7423Faks: 972-818-2924DetroitNovi, MI Tel: 248-848-4000Houston, TX Tel: 281-894-5983Indianapolis Noblesville, IN Tel: 317-773-8323Faks: 317-773-5453Tel: 317-536-2380Los Angeles Mission Viejo, CA Tel: 949-462-9523Faks: 949-462-9608Tel: 951-273-7800Raleigh, NC Tel: 919-844-7510New York, NY Tel: 631-435-6000San Jose, CA Tel: 408-735-9110Tel: 408-436-4270Kanada – Toronto Tel: 905-695-1980Faks: 905-695-2078 | Australië – Sydney Tel: 61-2-9868-6733China – Beijing Tel: 86-10-8569-7000China – Chengdu Tel: 86-28-8665-5511China – Chongqing Tel: 86-23-8980-9588China – Dongguan Tel: 86-769-8702-9880China – Guangzhou Tel: 86-20-8755-8029China – Hangzhou Tel: 86-571-8792-8115China – Hong Kong SAR Tel: 852-2943-5100China – Nanjing Tel: 86-25-8473-2460China – Qingdao Tel: 86-532-8502-7355China – Sjanghai Tel: 86-21-3326-8000China – Shenyang Tel: 86-24-2334-2829China – Shenzhen Tel: 86-755-8864-2200China – Suzhou Tel: 86-186-6233-1526China – Wuhan Tel: 86-27-5980-5300China – Xian Tel: 86-29-8833-7252China – Xiamen Tel: 86-592-2388138China – Zhuhai Tel: 86-756-3210040 | Indië – Bangalore Tel: 91-80-3090-4444Indië – Nieu-Delhi Tel: 91-11-4160-8631Indië - Pune Tel: 91-20-4121-0141Japan – Osaka Tel: 81-6-6152-7160Japan – Tokio Tel: 81-3-6880- 3770Korea – Daegu Tel: 82-53-744-4301Korea – Seoel Tel: 82-2-554-7200Maleisië – Kuala Lumpur Tel: 60-3-7651-7906Maleisië – Penang Tel: 60-4-227-8870Filippyne - Manila Tel: 63-2-634-9065SingapoerTel: 65-6334-8870Taiwan – Hsin Chu Tel: 886-3-577-8366Taiwan – Kaohsiung Tel: 886-7-213-7830Taiwan – Taipei Tel: 886-2-2508-8600Thailand – Bangkok Tel: 66-2-694-1351Viëtnam – Ho Chi Minh Tel: 84-28-5448-2100 | Oostenryk – Wels Tel: 43-7242-2244-39Fax: 43-7242-2244-393Denemarke – Kopenhagen Tel: 45-4485-5910Fax: 45-4485-2829Finland – Espoo Tel: 358-9-4520-820Frankryk – Parys Tel: 33-1-69-53-63-20Fax: 33-1-69-30-90-79Duitsland – Garching Tel: 49-8931-9700Duitsland – Haan Tel: 49-2129-3766400Duitsland – Heilbronn Tel: 49-7131-72400Duitsland – Karlsruhe Tel: 49-721-625370Duitsland – München Tel: 49-89-627-144-0Fax: 49-89-627-144-44Duitsland – Rosenheim Tel: 49-8031-354-560Israel – Ra'anana Tel: 972-9-744-7705Italië - Milaan Tel: 39-0331-742611Fax: 39-0331-466781Italië – Padova Tel: 39-049-7625286Nederland – Drunen Tel: 31-416-690399Fax: 31-416-690340Noorweë – Trondheim Tel: 47-72884388Pole - Warskou Tel: 48-22-3325737Roemenië – Boekarest Tel: 40-21-407-87-50Spanje - Madrid Tel: 34-91-708-08-90Fax: 34-91-708-08-91Swede – Göteborg Tel: 46-31-704-60-40Swede – Stockholm Tel: 46-8-5090-4654VK – Wokingham Tel: 44-118-921-5800Fax: 44-118-921-5820 |
Dokumente / Hulpbronne
 |
MICROCHIP Costas Loop Management [pdf] Gebruikersgids Costas Loop Management, Loop Management, Bestuur |