MICROCHIP Costas Loop Management User Guide
Ynlieding
Yn draadloze oerdracht wurde de stjoerder (Tx) en ûntfanger (Rx) skieden troch in ôfstân en elektrysk isolearre. Sels hoewol sawol Tx as Rx binne ôfstimd op deselde frekwinsje, is d'r in frekwinsje-offset tusken de dragerfrekwinsjes fanwege it ppm-ferskil tusken de oscillators brûkt yn Tx en Rx. De frekwinsje-offset wurdt kompensearre troch it brûken fan gegevens-assistearre as net-gegevens-assistearre (bline) syngronisaasjemetoaden.
In Costas Loop is in net-data-assistearre PLL-basearre metoade foar kompensaasje foar dragerfrekwinsje offset. De primêre tapassing fan Costas-loops is yn draadloze ûntfangers. Troch dit te brûken, wurdt de frekwinsje offset tusken de Tx en Rx kompensearre sûnder help fan pilottoanen of symboalen. De Costas Loop wurdt ymplementearre foar de BPSK- en QPSK-modulaasjes mei in feroaring yn it flaterberekkeningsblok. It brûken fan in Costas-loop foar de faze- of frekwinsjesyngronisaasje kin resultearje yn faze-ambiguity, dy't moatte wurde korrizjearre troch techniken lykas differinsjaal kodearring.
Gearfetting
De folgjende tabel jout in gearfetting fan de Costas Loop skaaimerken.
Tabel 1. Costas Loop skaaimerken
| Core Ferzje | Dit dokumint jildt foar Costas Loop v1.0. |
| Stipe apparaatfamyljes |
|
| Stipe Helpmiddel Streame | Fereasket Libero® SoC v12.0 of letter releases. |
| Lisinsje | Costas Loop IP dúdlik RTL is lisinsje beskoattele en de fersifere RTL is frij beskikber mei eltse Libero lisinsje. Fersifere RTL: Folsleine fersifere RTL-koade is foarsjoen foar de kearn, wêrtroch't de kearn kin wurde instantiated mei Smart Design. Simulaasje, synteze en yndieling kinne wurde útfierd mei Libero-software. RTL wiskje: Folsleine RTL-boarnekoade wurdt levere foar de kearn- en testbanken. |
Features
Costas Loop hat de folgjende wichtige funksjes:
- Unterstützt BPSK- en QPSK-modulaasjes
- Ynstelbere loopparameters foar breed frekwinsjeberik
Implementaasje fan IP Core yn Libero® Design Suite
IP-kearn moat wurde ynstalleare yn 'e IP-katalogus fan' e Libero SoC-software. Dit wurdt automatysk ynstalleare fia it IP
Katalogusfernijingsfunksje yn 'e Libero SoC-software, as de IP-kearn wurdt manuell ynladen fan' e katalogus. Ienris
de IP-kearn is ynstalleare yn 'e Libero SoC-software IP Catalog, de kearn is konfigureare, generearre en ynstantiearre binnen it Smart Design-ark foar opname yn' e Libero-projektlist.
Apparaat gebrûk en prestaasjes
De folgjende tabellen listje it apparaat gebrûk dat wurdt brûkt foar Costas Loop.
Tabel 2. Costas Loop Benutting foar QPSK
| Apparaat Details | Resources | Prestaasje (MHz) | RAMs | Wiskunde blokken | Chip Globals | |||
| Famylje | Apparaat | 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 Loop Benutting foar BPSK
| Apparaat Details | Resources | Prestaasje (MHz) | RAMs | Wiskunde blokken | Chip Globals | |||
| Famylje | Apparaat | LUTs | DFF | LSRAM | μSRAM | |||
| PolarFire® SoC | MPFS250T | 1202 | 160 | 200 | 0 | 0 | 7 | 0 |
| Polar Fire | MPF300T | 1202 | 160 | 200 | 0 | 0 | 7 | 0 |
Belangryk:
- De gegevens yn dizze tabel wurde fêstlein mei typyske synteze- en opmaakynstellingen. CDR referinsje klok boarne waard ynsteld op Dedicated mei oare configurator wearden net feroare.
- De klok is beheind ta 200 MHz by it útfieren fan de timinganalyse om de prestaasjesnûmers te berikken.
Funksjonele beskriuwing
Dizze paragraaf beskriuwt de ymplemintaasje details fan de Costas Loop.
De folgjende figuer lit it blokdiagram op systeemnivo sjen fan 'e Costas Loop.
figuer 1-1. Systeem-nivo blokdiagram fan Costas Loop
De latency tusken de ynfier en útfier fan de Costas top is 11 klok syklusen. De THETA_OUT latency is 10 klok
cycles. Kp (proporsjonaliteit konstante), Ki (yntegraal konstante), Theta faktor, en LIMIT faktor moatte wurde fêststeld neffens de lûdsomjouwing en de frekwinsje offset wurdt yntrodusearre. De Costas Loop duorret wat tiid om te sluten, lykas yn 'e PLL-operaasje. Guon pakketten kinne ferlern gean tidens de earste beskoatteltiid fan 'e Costas Loop.
Boukunde
De ymplemintaasje fan 'e Costas Loop fereasket de folgjende fjouwer blokken:
- Loop Filter (PI Controller yn dizze ymplemintaasje)
- Theta Generator
- Flater berekkening
- Vector Rotation
figuer 1-2. Costas Loop Block Diagram
De flater foar in spesifyk modulaasje skema wurdt berekkene basearre op de rotearre I- en Q wearden mei help fan de Vector Rotation Module. De PI-controller berekkent frekwinsje basearre op de flater, proporsjonele winst Kp, en yntegrale winst Ki. De maksimale frekwinsje offset wurdt ynsteld as in limyt wearde foar de PI controller syn frekwinsje útfier. De module Theta Generator genereart de hoeke troch yntegraasje. De theta faktor ynfier bepaalt de helling fan yntegraasje en hinget ôf.
op 'e sampling klok. De hoeke generearre út de Theta Generator wurdt brûkt om draaie de I en Q ynfier wearden. De flaterfunksje is spesifyk foar in modulaasjetype. As de PI-controller wurdt ymplementearre yn fêst-punt-formaat, wurdt skaalfergrutting útfierd op proporsjonele en yntegrale útgongen fan PI-controller.
Lykas wurdt skaalfergrutting ymplementearre foar theta-yntegraasje.
IP Core Parameters en ynterface sinjalen
Dizze paragraaf besprekt de parameters yn de Costas Loop GUI konfigurator en I / O sinjalen.
Konfiguraasje ynstellings
De folgjende tabel lit de beskriuwing fan de konfiguraasje parameters brûkt yn de hardware ymplemintaasje fan Costas Loop. Dit binne generyske parameters dy't farieare neffens de eask fan 'e applikaasje.
Tabel 2-1. Konfiguraasje Parameter
| Sinjaal Namme | Beskriuwing |
| Modulaasje Type | BPSK of QPSK |
Yn- en útgongen sinjalen
De folgjende tabel lit de ynfier- en útfier havens fan Costas Loop.
Tabel 2-2. Ynput- en útfier sinjalen
| Sinjaal Namme | Rjochting | Signal Type | Breedte | Beskriuwing |
| CLK_I | Ynfier | — | 1 | Klok Signal |
| ARST_N_IN | Ynfier | — | 1 | Aktive lege asynchrone reset sinjaal |
| I_DATA_IN | Ynfier | Undertekene | 16 | Yn faze / Echte gegevens ynfier |
| Q_DATA_IN | Ynfier | Undertekene | 16 | Kwadratuur / Imaginary data Input |
| KP_IN | Ynfier | Undertekene | 18 | Evenredigens konstante fan PI controller |
| KI_IN | Ynfier | Undertekene | 18 | Yntegraal konstante fan PI controller |
| LIMIT_IN | Ynfier | Undertekene | 18 | Limyt foar de PI controller |
| THETA_FACTOR_IN | Ynfier | Undertekene | 18 | Theta faktor foar theta yntegraasje. |
| I_DATA_OUT | Utfier | Undertekene | 16 | Yn faze / Echte gegevens Utfier |
| Q_DATA_OUT | Utfier | Undertekene | 16 | Kwadratuur / Imaginary data Utfier |
| THETA_OUT | Utfier | Undertekene | 10 | Berekkene Theta-yndeks (0-1023) foar de ferifikaasje |
| PI_OUT | Utfier | Undertekene | 18 | PI útfier |
Timing Diagrammen
Dizze seksje besprekt it timingdiagram fan Costas Loop.
De folgjende figuer toant de timing diagram fan Costas Loop.
figuer 3-1. Costas Loop Timing Diagram
Testbank
In unifoarme testbank wurdt brûkt om Costas Loop te ferifiearjen en te testen neamd as brûkerstestbank. Testbank wurdt levere om de funksjonaliteit fan 'e Costas Loop IP te kontrolearjen.
Simulaasje rigen
Om de kearn te simulearjen mei de testbank, útfiere de folgjende stappen:
- Iepenje de Libero SoC-applikaasje, klikje op Catalog tab, wreidzje Solutions-Wireless út, dûbelklik op COSTAS LOOP, en klik dan op OK. De dokumintaasje dy't ferbûn is mei it IP wurde neamd ûnder Dokumintaasjes.
Belangryk: As jo it ljepblêd Katalogus net sjogge, navigearje dan nei View > Windows-menu en klikje op Katalogus om it sichtber te meitsjen.
figuer 4-1. Costas Loop IP Core yn Libero SoC Catalog
- Konfigurearje de IP neffens jo eask.
figuer 4-2. Konfigurator GUI
Befoarderje alle sinjalen nei topnivo en generearje it ûntwerp - Klikje op it ljepblêd Stimulushierarchy Build Hierarchy.
figuer 4-3. Bouwe hierargy
- Klikje op it ljepblêd Stimulus Hierarchy mei de rjochtermûsknop op de testbank (Costas loop bevy), wize op Simulearje Present Design, en klikje dan ynteraktyf iepenje
figuer 4-4. Simulearje Pre-Synthesis Design
ModelSim iepenet mei de testbank file, lykas werjûn yn de folgjende figuer.
figuer 4-5. ModelSim-simulaasjefinster
Belangryk: As de simulaasje wurdt ûnderbrutsen fanwege de runtime limyt oantsjutte yn de .do file, brûk it kommando run -all om de simulaasje te foltôgjen
Revision Skiednis
De revyzjeskiednis beskriuwt de wizigingen dy't yn it dokumint binne ymplementearre. De wizigingen wurde fermeld per revyzje, te begjinnen mei de meast aktuele publikaasje.
Tabel 5-1. Revision Skiednis
| Revyzje | Datum | Beskriuwing |
| A | 03/2023 | Inisjele release |
Microchip FPGA Support
Microchip FPGA Product Group stipet har produkten mei ferskate stipe tsjinsten, ynklusyf Customer Service,
Customer Technical Support Center, a website, en wrâldwide ferkeapkantoaren. Klanten wurde foarsteld om te besykjen
Microchip online boarnen foardat jo kontakt opnimme mei stipe, om't it heul wierskynlik is dat har fragen al west hawwe
antwurde.
Kontakt Technical Support Center fia de website at www.microchip.com/support. Neam it FPGA-apparaat
Dielnûmer, selektearje passende saakkategory, en upload ûntwerp files wylst it meitsjen fan in technyske stipe saak.
Nim kontakt op mei Customer Service foar net-technyske produktstipe, lykas produktprizen, produktupgrades, update
ynformaasje, oarder status, en autorisaasje.
- Ut Noard-Amearika, skilje 800.262.1060
- Fan 'e rest fan' e wrâld, skilje 650.318.4460
- Fax, fan oeral yn 'e wrâld, 650.318.8044
Microchip Ynformaasje
De mikrochip Website
Microchip biedt online stipe fia ús website at www.microchip.com/. Dit website wurdt brûkt om te meitsjen files en
ynformaasje maklik beskikber foar klanten. Guon fan 'e beskikbere ynhâld omfettet:
- Produktstipe - Gegevensblêden en errata, applikaasjenotysjes en sample programma's, ûntwerpboarnen, brûkershantliedingen en hardware-stipedokuminten, lêste softwarereleases en argivearre software
- Algemiene technyske stipe - Faak stelde fragen (FAQ's), oanfragen foar technyske stipe, online diskusjegroepen, lidlist fan lidmaatskip fan Microchip-ûntwerppartners
- Business of Microchip - Produktseleksje- en bestelgidsen, lêste Microchip-parseberjochten, list fan seminars en eveneminten, listings fan Microchip-ferkeapkantoaren, distributeurs en fabryksfertsjintwurdigers
Produkt Change Notification Service
Microchip's notifikaasjetsjinst foar produktferoaring helpt klanten op 'e hichte te hâlden oer Microchip-produkten. Abonnees sille e-postnotifikaasje krije as d'r feroarings, updates, ferzjes of errata binne relatearre oan in spesifisearre produktfamylje of ûntwikkelingsark fan belang.
Om te registrearjen, gean nei www.microchip.com/pcn en folgje de ynstruksjes foar registraasje.
Klant Support
Brûkers fan Microchip-produkten kinne help krije fia ferskate kanalen:
- Distributeur of fertsjintwurdiger
- Lokaal Sales Office
- Embedded Solutions Engineer (ESE)
- Technyske stipe
Klanten moatte kontakt opnimme mei har distributeur, fertsjintwurdiger of ESE foar stipe. Lokale ferkeapkantoaren binne ek beskikber om klanten te helpen. In list fan ferkeapkantoaren en lokaasjes is opnommen yn dit dokumint.
Technyske stipe is beskikber fia de webside op: www.microchip.com/support
Microchip Apparaten Code Protection Feature
Notysje de folgjende details fan 'e koadebeskermingsfunksje op Microchip-produkten:
- Microchip produkten foldogge oan de spesifikaasjes befette yn harren bysûndere Microchip Data Sheet.
- Microchip is fan betinken dat syn famylje fan produkten feilich is as se brûkt wurde op 'e bedoelde manier, binnen operasjonele spesifikaasjes, en ûnder normale omstannichheden.
- Microchip wearden en agressyf beskermet syn yntellektuele eigendomsrjochten. Pogingen om te brekken de koade beskerming funksjes fan Microchip produkt is strang ferbean en kin yn striid mei de Digital Millennium Copyright Act.
- Noch Microchip noch in oare semiconductor fabrikant kin garandearje de feiligens fan syn koade. Koadebeskerming betsjut net dat wy garandearje dat it produkt "ûnbrekber" is. Koadebeskerming is konstant yn ûntwikkeling. Microchip set him yn om de funksjes foar koadebeskerming fan ús produkten kontinu te ferbetterjen
Juridyske Notysje
Dizze publikaasje en de ynformaasje hjiryn meie allinich brûkt wurde mei Microchip-produkten, ynklusyf foar ûntwerp, test,
en yntegrearje Microchip produkten mei jo applikaasje. Gebrûk fan dizze ynformaasje op in oare manier skeint dizze
Betingsten. Ynformaasje oangeande apparaatapplikaasjes wurdt allinich foar jo gemak levere en kin wurde ferfongen
troch updates. It is jo ferantwurdlikens om te soargjen dat jo applikaasje foldocht oan jo spesifikaasjes. Nim kontakt op mei jo
lokale Microchip sales kantoar foar ekstra stipe of, fa ekstra stipe by www.microchip.com/en us/support/design-help/client-support-services.
DIT YNFORMAASJE WORDT LJOCHT FAN MICROCHIP "AS IS". MICROCHIP MAAKT GEEN FERSENTASJES OF GARANTIES FAN ELKE SOART, SY EXPRESS OF YMPLYD, SKRIFTLIK OF Mûnling, STATUTORY OF EARSOON, FERGESE AAN DE YNFORMAASJE YNLEFT MAAR NET BEPERKTE TOT ELKE IMPLICEERDE GARANJANSJES-EN GARANTIES, FITNESS FOAR IN BEPAALDE DOEL, OF GARANTIES FERGESE TOT DE TEST, KWALITEIT, OF PERFORMANCE.
YN GEEN GEVAL SIL MICROCHIP AANSPRAKELIJK Wêze FOAR ELKE INDIREKTE, SPESIALE, STRAFFENDE, INSIDENTELE, OF GEVOLGLIKE FERLIEZEN, SKADE, KOSTEN, OF UITGAVEN FAN ELKE SOART WAT HÊT HÊT HÊT HÊT HÊT OP DE YNFORMAASJE OF SY GEBRUIK, HÛÛKLIK FERGESE, HOOFDÊÛÛÛÛRJOCHT, HÌÊÛÛÛÛNÊLÊN FERGESE MOOGLIKHEID OF DE SKADES binne foarsjoenber. FAN DE FOLLE MATE DAT BY DE WET tastien is, sil MICROCHIP'S TOTALE AANSPRAKELIJKHEID OP ALLE EIDERINGEN OP ELKE MANIER FERGESE AAN DE YNFORMAASJE OF SY GEBRUK NET it BELANG FAN FERGESE HEBBEN DAT JO DIREKTE FOAR DE MICROCHIP BETAALD HAVEN.
Gebrûk fan Microchip-apparaten yn libbensstipe- en / of feiligensapplikaasjes is folslein op it risiko fan 'e keaper, en de keaper stimt yn om Microchip te ferdigenjen, te beskermjen en harmless te hâlden fan alle skea, oanspraken, suits of útjeften dy't fuortkomme út sa'n gebrûk. Gjin lisinsjes wurde oerbrocht, ymplisyt of oars, ûnder alle Microchip yntellektuele eigendomsrjochten, útsein as oars oanjûn.
Kwaliteitsbehearsysteem
Foar ynformaasje oer Microchip's Quality Management Systems, besykje asjebleaft www.microchip.com/quality.
Wrâldwiid ferkeap en tsjinst
| AMERIKA | ASIA / PASIFIC | ASIA / PASIFIC | EUROPA |
| Corporate Office2355 West Chandler Blvd. Chandler, AZ 85224-6199Tel: 480-792-7200Faks: 480-792-7277Technyske stipe: www.microchip.com/support Web Adres: www.microchip.com Atlanta Duluth, GA Tel: 678-957-9614 Fax: 678-957-1455Austin, TX Tel: 512-257-3370Boston Westborough, MA Tel: 774-760-0087 Fax: 774-760-0088ChicagoItasca, IL Tel: 630-285-0071 Fax: 630-285-0075DallasAddison, TX Tel: 972-818-7423 Fax: 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: 949-462-9523 Fax: 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: 905-695-1980 Fax: 905-695-2078 | Austraalje - Sydney Tel: 61-2-9868-6733Sina - Peking Tel: 86-10-8569-7000Sina - Chengdu Tel: 86-28-8665-5511Sina - Chongqing Tel: 86-23-8980-9588Sina - Dongguan Tel: 86-769-8702-9880Sina - Guangzhou Tel: 86-20-8755-8029Sina - Hangzhou Tel: 86-571-8792-8115Sina - Hong Kong SAR Tel: 852-2943-5100Sina - Nanjing Tel: 86-25-8473-2460Sina - Qingdao Tel: 86-532-8502-7355Sina - Shanghai Tel: 86-21-3326-8000Sina - Shenyang Tel: 86-24-2334-2829Sina - Shenzhen Tel: 86-755-8864-2200Sina - Suzhou Tel: 86-186-6233-1526Sina - Wuhan Tel: 86-27-5980-5300Sina - Xian Tel: 86-29-8833-7252Sina - Xiamen Tel: 86-592-2388138Sina - Zhuhai Tel: 86-756-3210040 | Yndia - Bangalore Tel: 91-80-3090-4444Yndia - Nij-Delhi Tel: 91-11-4160-8631Yndia - Pune Tel: 91-20-4121-0141Japan - Osaka Tel: 81-6-6152-7160Japan - Tokio Tel: 81-3-6880-3770Korea - Daegu Tel: 82-53-744-4301Korea - Seoul Tel: 82-2-554-7200Maleizje - Kuala Lumpur Tel: 60-3-7651-7906Maleizje - Penang Tel: 60-4-227-8870Filipinen - Manila Tel: 63-2-634-9065SingapoerTel: 65-6334-8870Taiwan - Hsin Chu Tel: 886-3-577-8366Taiwan - Kaohsiung Tel: 886-7-213-7830Taiwan - Taipei Tel: 886-2-2508-8600Tailân - Bangkok Tel: 66-2-694-1351Fietnam - Ho Chi Minh Tel: 84-28-5448-2100 | Eastenryk - Wels Tel: 43-7242-2244-39Fax: 43-7242-2244-393Denemarken - Kopenhagen Tel: 45-4485-5910Fax: 45-4485-2829Finlân - Espoo Tel: 358-9-4520-820Frankryk - Parys Tel: 33-1-69-53-63-20Fax: 33-1-69-30-90-79Dútslân - Garching Tel: 49-8931-9700Dútslân - Haan Tel: 49-2129-3766400Dútslân - Heilbronn Tel: 49-7131-72400Dútslân - Karlsruhe Tel: 49-721-625370Dútslân - München Tel: 49-89-627-144-0Fax: 49-89-627-144-44Dútslân - Rosenheim Tel: 49-8031-354-560Israel - Ra'anana Tel: 972-9-744-7705Itaalje - Milaan Tel: 39-0331-742611Fax: 39-0331-466781Itaalje - Padua Tel: 39-049-7625286Nederlân – Drunen Tel: 31-416-690399Fax: 31-416-690340Noarwegen - Trondheim Tel: 47-72884388Poalen - Warsjau Tel: 48-22-3325737Roemenië - Boekarest Tel: 40-21-407-87-50Spanje - Madrid Tel: 34-91-708-08-90Fax: 34-91-708-08-91Sweden - Göteborg Tel: 46-31-704-60-40Sweden - Stockholm Tel: 46-8-5090-4654UK - Wokingham Tel: 44-118-921-5800Fax: 44-118-921-5820 |
Dokuminten / Resources
 |
MICROCHIP Costas Loop Management [pdf] Brûkersgids Costas Loop Management, Loop Management, Management |