MICROCHIP Costas Loop Management kasutusjuhend
Sissejuhatus
Juhtmevaba edastuse korral on saatja (Tx) ja vastuvõtja (Rx) üksteisest vahemaaga eraldatud ja elektriliselt isoleeritud. Kuigi nii Tx kui ka Rx on häälestatud samale sagedusele, on kandesageduste vahel sagedusnihe, mis on tingitud Tx ja Rx puhul kasutatavate ostsillaatorite ppm erinevusest. Sageduse nihe kompenseeritakse andmeabiga või andmeabita (pimedast) sünkroniseerimismeetodite abil.
Costas Loop on andmeabita PLL-põhine meetod kandesageduse nihke kompenseerimiseks. Costase silmuste peamine rakendus on traadita vastuvõtjad. Seda kasutades kompenseeritakse sagedusnihe Tx ja Rx vahel ilma piloottoonide või sümbolite abita. Costas Loop on rakendatud BPSK ja QPSK modulatsioonide jaoks koos vea arvutamise ploki muudatusega. Costas Loopi kasutamine faasi või sageduse sünkroonimiseks võib põhjustada faaside ebaselgust, mida tuleb parandada selliste tehnikatega nagu diferentsiaalkodeering.
Kokkuvõte
Järgmises tabelis on kokkuvõte Costas Loopi omadustest.
Tabel 1. Costas Loopi omadused
| Põhiversioon | See dokument kehtib Costas Loopi v1.0 kohta. |
| Toetatud seadmepered |
|
| Toetatud Tööriist Voolu | Nõuab Libero® SoC v12.0 või uuemaid versioone. |
| Litsentsi andmine | Costas Loop IP clear RTL on litsentsiga lukustatud ja krüpteeritud RTL on vabalt saadaval mis tahes Libero litsentsiga. Krüpteeritud RTL: Tuuma jaoks on ette nähtud täielik krüpteeritud RTL-kood, mis võimaldab tuuma instantseerida nutika disainiga. Simulatsiooni, sünteesi ja paigutust saab teostada Libero tarkvaraga. Selge RTL: Põhi- ja katsestendi jaoks on saadaval täielik RTL-i lähtekood. |
Omadused
Costas Loopil on järgmised põhifunktsioonid:
- Toetab BPSK ja QPSK modulatsioone
- Häälestatavad ahela parameetrid laia sagedusvahemiku jaoks
IP Core'i juurutamine Libero® Design Suite'is
IP-tuum tuleb installida Libero SoC tarkvara IP-kataloogi. See installitakse automaatselt IP kaudu
Kataloogi uuendamise funktsioon Libero SoC tarkvaras või IP-tuum laaditakse kataloogist käsitsi alla. Üks kord
IP-tuum on installitud Libero SoC tarkvara IP-kataloogi, tuum konfigureeritakse, genereeritakse ja instantseeritakse Smart Design tööriistas, et lisada see Libero projektiloendisse.
Seadme kasutamine ja jõudlus
Järgmistes tabelites on loetletud Costas Loopi jaoks kasutatud seadme kasutus.
Tabel 2. Costas Loop Utilisation for QPSK
| Seadme üksikasjad | Vahendid | Jõudlus (MHz) | RAM-id | Matemaatika plokid | Chip Globals | |||
| Perekond | Seade | LUT-id | 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 Loop Utilisation BPSK jaoks
| Seadme üksikasjad | Vahendid | Jõudlus (MHz) | RAM-id | Matemaatika plokid | Chip Globals | |||
| Perekond | Seade | LUT-id | DFF | LSRAM | μSRAM | |||
| PolarFire® SoC | MPFS250T | 1202 | 160 | 200 | 0 | 0 | 7 | 0 |
| Polaarne tuli | MPF300T | 1202 | 160 | 200 | 0 | 0 | 7 | 0 |
Tähtis:
- Selles tabelis olevad andmed on kogutud tüüpiliste sünteesi- ja paigutussätete abil. CDR-i võrdluskella allikaks määrati Pühendatud ja muud konfiguraatori väärtused jäid muutmata.
- Toimivusnumbrite saavutamiseks on ajastusanalüüsi tegemise ajal kella sagedus piiratud 200 MHz-ga.
Funktsionaalne kirjeldus
Selles jaotises kirjeldatakse Costas Loopi rakendamise üksikasju.
Järgmisel joonisel on kujutatud Costas Loopi süsteemitaseme plokkskeem.
Joonis 1-1. Costase ahela süsteemitaseme plokkskeem
Costase topi sisendi ja väljundi vaheline latentsusaeg on 11 taktitsüklit. THETA_OUT latentsusaeg on 10 kella
tsüklid. Kp (proportsionaalsuskonstant), Ki (integraalkonstant), teetategur ja LIMIT-tegur tuleb fikseerida vastavalt mürakeskkonnale ja sagedusnihkele. Costas Loopi lukustamiseks kulub veidi aega, nagu PLL-operatsiooni puhul. Mõned paketid võivad Costas Loopi esialgse lukustamise ajal kaduma minna.
Arhitektuur
Costase Loopi rakendamine nõuab järgmist nelja plokki:
- Silmusfilter (selles teostuses PI-kontroller)
- Teeta generaator
- Vea arvutamine
- Vektori pööramine
Joonis 1-2. Costase silmuse plokkskeem
Konkreetse modulatsiooniskeemi viga arvutatakse pööratud I ja Q väärtuste põhjal, kasutades Vector Rotation Module'i. PI-kontroller arvutab sageduse vea, proportsionaalse võimenduse Kp ja integraalvõimenduse Ki põhjal. Maksimaalne sagedusnihe on seatud PI-regulaatori sagedusväljundi piirväärtuseks. Theta Generator moodul genereerib nurga integreerimise teel. Teeta teguri sisend määrab integratsiooni kalde ja sõltub.
s pealampling kell. Teeta generaatorist genereeritud nurka kasutatakse I ja Q sisendväärtuste pööramiseks. Veafunktsioon on modulatsioonitüübile omane. Kuna PI-kontroller on realiseeritud fikseeritud punkti formaadis, toimub skaleerimine PI-kontrolleri proportsionaalsetel ja integraalsetel väljunditel.
Samamoodi rakendatakse skaleerimist teeta integreerimiseks.
IP põhiparameetrid ja liidese signaalid
Selles jaotises käsitletakse Costas Loop GUI konfiguraatori ja I/O signaalide parameetreid.
Konfiguratsiooni sätted
Järgmises tabelis on loetletud Costas Loopi riistvararakenduses kasutatavate konfiguratsiooniparameetrite kirjeldus. Need on üldised parameetrid, mida muudetakse vastavalt rakenduse nõuetele.
Tabel 2-1. Konfiguratsiooniparameeter
| Signaali nimi | Kirjeldus |
| Modulatsiooni tüüp | BPSK või QPSK |
Sisend- ja väljundsignaalid
Järgmises tabelis on loetletud Costas Loopi sisend- ja väljundpordid.
Tabel 2-2. Sisend- ja väljundsignaalid
| Signaali nimi | Suund | Signaali tüüp | Laius | Kirjeldus |
| CLK_I | Sisend | — | 1 | Kella signaal |
| ARST_N_IN | Sisend | — | 1 | Aktiivne madal asünkroonne lähtestussignaal |
| I_ANDMED_IN | Sisend | Allkirjastatud | 16 | Faasis / tegelik andmete sisestamine |
| Q_DATA_IN | Sisend | Allkirjastatud | 16 | Kvadratuur/Imaginary andmesisestus |
| KP_IN | Sisend | Allkirjastatud | 18 | PI-kontrolleri proportsionaalsuskonstant |
| KI_IN | Sisend | Allkirjastatud | 18 | PI-kontrolleri integraalne konstant |
| LIMIT_IN | Sisend | Allkirjastatud | 18 | PI-kontrolleri piirang |
| THETA_FACTOR_IN | Sisend | Allkirjastatud | 18 | Teeta-tegur teeta integreerimiseks. |
| I_DATA_OUT | Väljund | Allkirjastatud | 16 | Faasis / tegelikud andmed Väljund |
| Q_DATA_OUT | Väljund | Allkirjastatud | 16 | Kvadratuur / kujuteldavad andmed Väljund |
| THETA_OUT | Väljund | Allkirjastatud | 10 | Arvutatud teeta indeks (0-1023) kontrollimiseks |
| PI_OUT | Väljund | Allkirjastatud | 18 | PI väljund |
Ajastusskeemid
Selles jaotises käsitletakse Costas Loopi ajastusskeemi.
Järgmisel joonisel on näidatud Costas Loopi ajastusskeem.
Joonis 3-1. Costase ahela ajastusskeem
Katselaud
Costas Loopi kontrollimiseks ja testimiseks kasutatakse ühtset katsestendit, mida nimetatakse kasutajate katsestendiks. Costas Loop IP funktsionaalsuse kontrollimiseks on olemas katsestend.
Simulatsiooni read
Südamiku simuleerimiseks katsestendi abil tehke järgmised toimingud.
- Avage rakendus Libero SoC, klõpsake vahekaarti Kataloog, laiendage Solutions-Wireless, topeltklõpsake valikut COSTAS LOOP ja seejärel klõpsake nuppu OK. IP-ga seotud dokumentatsioon on loetletud jaotises Dokumentatsioonid.
Tähtis: Kui te ei näe vahekaarti Kataloog, liikuge lehele View > Windowsi menüü ja klõpsake selle nähtavaks muutmiseks nuppu Kataloog.
Joonis 4-1. Costas Loop IP Core Libero SoC kataloogis
- Seadistage IP vastavalt oma nõudele.
Joonis 4-2. Konfiguraatori GUI
Edendage kõik signaalid tipptasemele ja looge kujundus - Klõpsake vahekaardil Stiimulite hierarhia nuppu Koosta hierarhia.
Joonis 4-3. Ehitage hierarhia
- Paremklõpsake vahekaardil Stiimulite hierarhia testpinki (Costas loop bevy), valige käsk Simulate Present Design ja seejärel klõpsake nuppu Ava interaktiivselt.
Joonis 4-4. Sünteesieelse disaini simuleerimine
ModelSim avaneb koos testpingiga file, nagu on näidatud järgmisel joonisel.
Joonis 4-5. ModelSim simulatsiooni aken
Tähtis: Kui simulatsioon katkeb failis .do määratud käitusaja piirangu tõttu file, kasutage simulatsiooni lõpuleviimiseks käsku run -all
Läbivaatamise ajalugu
Redaktsiooniajalugu kirjeldab dokumendis rakendatud muudatusi. Muudatused on loetletud redaktsioonide kaupa, alustades kõige värskemast väljaandest.
Tabel 5-1. Läbivaatamise ajalugu
| Läbivaatamine | Kuupäev | Kirjeldus |
| A | 03/2023 | Esialgne vabastamine |
Mikrokiibi FPGA tugi
Microchip FPGA tootegrupp toetab oma tooteid erinevate tugiteenustega, sealhulgas klienditeenindusega,
Kliendi tehnilise toe keskus, a websaidil ja ülemaailmsetes müügiesindustes. Klientidel soovitatakse külastada
Mikrokiibi veebiressursse enne klienditoega ühenduse võtmist, kuna on väga tõenäoline, et nende päringud on juba esitatud
vastas.
Võtke ühendust tehnilise toe keskusega läbi websait aadressil www.microchip.com/support. Mainige FPGA-seadet
Osa number, valige sobiv korpuse kategooria ja laadige üles kujundus files tehnilise toe juhtumi loomisel.
Mittetehnilise tootetoe (nt toote hinnakujundus, tooteuuendused, värskendused) saamiseks võtke ühendust klienditeenindusega
teave, tellimuse olek ja volitus.
- Põhja-Ameerikast helistage 800.262.1060
- Helistage mujalt maailmast 650.318.4460
- Faks kõikjalt maailmast, 650.318.8044
Mikrokiibi teave
Mikrokiip Websaidile
Microchip pakub veebituge meie kaudu websait aadressil www.microchip.com/. See webvalmistamiseks kasutatakse saiti files ja
klientidele kergesti kättesaadav teave. Osa saadaolevast sisust hõlmab järgmist:
- Tootetugi – Andmelehed ja vead, rakendusmärkused ja sample programmid, disainiressursid, kasutusjuhendid ja riistvara tugidokumendid, uusimad tarkvaraväljaanded ja arhiveeritud tarkvara
- Üldine tehniline tugi – Korduma kippuvad küsimused (KKK), tehnilise toe taotlused, veebipõhised arutelurühmad, Microchipi disainipartnerite programmi liikmete loend
- Mikrokiibi äri – Tootevaliku- ja tellimisjuhendid, Microchipi värskeimad pressiteated, seminaride ja ürituste loetelu, Microchipi müügiesinduste, edasimüüjate ja tehaste esindajate nimekirjad
Tootemuudatuste teavitusteenus
Microchipi tootemuudatuste teavitusteenus aitab hoida kliente Microchipi toodetega kursis. Tellijad saavad e-posti teel teatise alati, kui konkreetse tooteperekonna või huvipakkuva arendustööriistaga on seotud muudatusi, uuendusi, muudatusi või vigu.
Registreerimiseks minge aadressile www.microchip.com/pcn ja järgige registreerimisjuhiseid.
Klienditugi
Microchipi toodete kasutajad saavad abi mitme kanali kaudu:
- Turustaja või esindaja
- Kohalik müügiesindus
- Manustatud lahenduste insener (ESE)
- Tehniline tugi
Kliendid peaksid abi saamiseks võtma ühendust oma turustaja, esindaja või ESE-ga. Klientide abistamiseks on saadaval ka kohalikud müügiesindused. Selles dokumendis on müügiesinduste ja asukohtade loetelu.
Tehniline tugi on saadaval aadressil websait aadressil: www.microchip.com/support
Mikrokiibi seadmete koodikaitse funktsioon
Pange tähele järgmisi Microchipi toodete koodikaitse funktsiooni üksikasju:
- Mikrokiibi tooted vastavad nende konkreetsel mikrokiibi andmelehel sisalduvatele spetsifikatsioonidele.
- Microchip usub, et selle tooteperekond on turvaline, kui seda kasutatakse ettenähtud viisil, tööspetsifikatsioonide piires ja tavatingimustes.
- Mikrokiip väärtustab ja kaitseb agressiivselt oma intellektuaalomandi õigusi. Katsed rikkuda Microchipi toote koodikaitsefunktsioone on rangelt keelatud ja võivad rikkuda Ameerika Ühendriikide autorikaitse seadust.
- Ei Microchip ega ükski teine pooljuhtide tootja ei saa garanteerida oma koodi turvalisust. Koodikaitse ei tähenda, et me garanteerime, et toode on purunematu. Koodikaitse areneb pidevalt. Microchip on pühendunud oma toodete koodikaitsefunktsioonide pidevale täiustamisele
Õiguslik teade
Seda väljaannet ja siin olevat teavet võib kasutada ainult Microchipi toodetega, sealhulgas projekteerimiseks, testimiseks,
ja integreerige Microchipi tooted oma rakendusega. Selle teabe kasutamine muul viisil rikub neid
tingimustele. Teave seadme rakenduste kohta on esitatud ainult teie mugavuse huvides ja see võib asendada
uuenduste järgi. Teie vastutate selle eest, et teie rakendus vastaks teie spetsifikatsioonidele. Võtke ühendust oma
lisatoe saamiseks kohalik Microchipi müügiesindus või hankige lisatuge aadressil www.microchip.com/en us/support/design-help/client-support-services.
SELLE TEABE ESITAB MIKROKIIP „NAGU ON”. MICROCHIP EI ANNA MINGI SELGITUSLIKU VÕI KAUDSE, KIRJALIKKU VÕI SUULI, KOHUSTUSLIKULT VÕI MUUL SELGITUSI EGA GARANTIID, MIS SEOTUD TEABEGA, KAASA, KUID MITTE PIIRATUD, KAUDSETE GARANTIIDEGA. SOBIVUS KONKREETSEKS EESMÄRGIKS VÕI SELLE SEISUKORDI, KVALITEEDI VÕI TOIMIVUSEGA SEOTUD GARANTIID.
MICROCHIP EI VASTUTA MISGIGI KAUDSE, ERILISE, KARISTUSLIKU, JUHUSLIKU VÕI JÄRGNIKKU KAOTUSE, KAHJUDE, KULU VÕI MINGI LIIGI KULUD EEST, ÜHTEGI MIS TAHES SEOTUD TEABE VÕI SELLE KASUTAMISEGA, ON TEAVITATUD VÕIMALUSEST VÕI ON KAHJUD ETTEAVATAVAD. SEADUSEGA LUBATUD TÄIELIKULT EI ÜLETA MICROCHIPI KOGUVASTUTUS KÕIGI NÕUETE KOHTA, MIS MILLAL MILLE MÕELIKULT SEOTUD TEABE VÕI SELLE KASUTAMISEGA.
Microchipi seadmete kasutamine elu toetavates ja/või ohutusrakendustes on täielikult ostja vastutusel ning ostja nõustub kaitsma, hüvitama ja kahjutuks hoidma Microchipi sellisest kasutamisest tulenevate kahjude, nõuete, hagide või kulude eest. Mikrokiibi intellektuaalomandi õiguste alusel ei edastata litsentse, ei kaudselt ega muul viisil, kui pole öeldud teisiti.
Kvaliteedijuhtimissüsteem
Microchipi kvaliteedijuhtimissüsteemide kohta teabe saamiseks külastage veebisaiti www.microchip.com/quality.
Ülemaailmne müük ja teenindus
| AMEERIKA | AASIA/VAIKSE ookeani piirkond | AASIA/VAIKSE ookeani piirkond | EUROOPA |
| Ettevõtte kontor2355 West Chandler Blvd. Chandler, AZ 85224-6199Tel: 480-792-7200Faks: 480-792-7277Tehniline tugi: www.microchip.com/support Web Aadress: www.microchip.com Atlanta Duluth, GA Tel: 678-957-9614 Faks: 678-957-1455Austin, TX Tel: 512-257-3370Boston Westborough, MA Tel: 774-760-0087 Faks: 774-760-0088ChicagoItasca, IL Tel: 630-285-0071 Faks: 630-285-0075DallasAddison, TX Tel: 972-818-7423 Faks: 972-818-2924DetroitNovi, MI Tel: 248-848-4000Houston, TX Tel: 281-894-5983Indianapolis Noblesville, IN Tel: 317-773-8323Faks: 317-773-5453 Tel: 317-536-2380Los Angeles Mission Viejo, CA Tel: 949-462-9523 Faks: 949-462-9608 Tel: 951-273-7800Raleigh, NC Tel: 919-844-7510New York, NY Tel: 631-435-6000San Jose, CA Tel: 408-735-9110 Tel: 408-436-4270Kanada – Toronto Tel: 905-695-1980 Faks: 905-695-2078 | Austraalia – Sydney Tel: 61-2-9868-6733Hiina – Peking Tel: 86-10-8569-7000Hiina – Chengdu Tel: 86-28-8665-5511Hiina – Chongqing Tel: 86-23-8980-9588Hiina – Dongguan Tel: 86-769-8702-9880Hiina – Guangzhou Tel: 86-20-8755-8029Hiina – Hangzhou Tel: 86-571-8792-8115Hiina – Hongkongi erihalduspiirkond Tel: 852-2943-5100Hiina – Nanjing Tel: 86-25-8473-2460Hiina – Qingdao Tel: 86-532-8502-7355Hiina – Shanghai Tel: 86-21-3326-8000Hiina – Shenyang Tel: 86-24-2334-2829Hiina – Shenzhen Tel: 86-755-8864-2200Hiina – Suzhou Tel: 86-186-6233-1526Hiina – Wuhan Tel: 86-27-5980-5300Hiina – Xian Tel: 86-29-8833-7252Hiina – Xiamen Tel: 86-592-2388138Hiina – Zhuhai Tel: 86-756-3210040 | India – Bangalore Tel: 91-80-3090-4444India – New Delhi Tel: 91-11-4160-8631India - Pune Tel: 91-20-4121-0141Jaapan – Osaka Tel: 81-6-6152-7160Jaapan – Tokyo Tel: 81-3-6880-3770Korea – Daegu Tel: 82-53-744-4301Korea – Soul Tel: 82-2-554-7200Malaisia – Kuala Lumpur Tel: 60-3-7651-7906Malaisia – Penang Tel: 60-4-227-8870Filipiinid – Manila Tel: 63-2-634-9065SingapurTel: 65-6334-8870Taiwan – Hsin Chu Tel: 886-3-577-8366Taiwan – Kaohsiung Tel: 886-7-213-7830Taiwan – Taipei Tel: 886-2-2508-8600Tai – Bangkok Tel: 66-2-694-1351Vietnam – Ho Chi Minh Tel: 84-28-5448-2100 | Austria – Wels Tel: 43-7242-2244-39Fax: 43-7242-2244-393Taani – Kopenhaagen Tel: 45-4485-5910Fax: 45-4485-2829Soome – Espoo Tel: 358-9-4520-820Prantsusmaa – Pariis Tel: 33-1-69-53-63-20Fax: 33-1-69-30-90-79Saksamaa – Garching Tel: 49-8931-9700Saksamaa – Haan Tel: 49-2129-3766400Saksamaa – Heilbronn Tel: 49-7131-72400Saksamaa – Karlsruhe Tel: 49-721-625370Saksamaa – München Tel: 49-89-627-144-0Fax: 49-89-627-144-44Saksamaa – Rosenheim Tel: 49-8031-354-560Iisrael – Ra'anana Tel: 972-9-744-7705Itaalia – Milano Tel: 39-0331-742611Fax: 39-0331-466781Itaalia – Padova Tel: 39-049-7625286Holland – Drunen Tel: 31-416-690399Fax: 31-416-690340Norra – Trondheim Tel: 47-72884388Poola – Varssavi Tel: 48-22-3325737Rumeenia – Bukarest Tel: 40-21-407-87-50Hispaania – Madrid Tel: 34-91-708-08-90Fax: 34-91-708-08-91Rootsi – Göteborg Tel: 46-31-704-60-40Rootsi – Stockholm Tel: 46-8-5090-4654Ühendkuningriik – Wokingham Tel: 44-118-921-5800Fax: 44-118-921-5820 |
Dokumendid / Ressursid
 |
MICROCHIP Costas Loop Management [pdfKasutusjuhend Costas Loop Management, Loop Management, Juhtimine |