MICROCHIP Costas Loop Management felhasználói kézikönyv
Bevezetés
Vezeték nélküli átvitelnél az adó (Tx) és a vevő (Rx) egymástól távolságban vannak elválasztva, és elektromosan el vannak választva. Annak ellenére, hogy mind a Tx, mind az Rx ugyanarra a frekvenciára van hangolva, a vivőfrekvenciák között frekvenciaeltolás van a Tx-ben és Rx-ben használt oszcillátorok közötti ppm különbség miatt. A frekvenciaeltolás kompenzálása adattámogatott vagy nem adattámogatott (vak) szinkronizálási módszerekkel történik.
A Costas Loop egy nem adattámogatott PLL-alapú módszer a vivőfrekvencia-eltolás kompenzálására. A Costas hurkok elsődleges alkalmazása vezeték nélküli vevőkészülékekben van. Ennek segítségével a Tx és Rx közötti frekvenciaeltolást pilothangok vagy szimbólumok nélkül kompenzáljuk. A Costas Loop a BPSK és QPSK modulációhoz valósul meg a hibaszámítási blokk megváltoztatásával. Costas hurok alkalmazása a fázis- vagy frekvencia-szinkronhoz fázis-kétértelműséget eredményezhet, amelyet olyan technikákkal kell kijavítani, mint a differenciális kódolás.
Összegzés
Az alábbi táblázat összefoglalja a Costas Loop jellemzőit.
1. táblázat: Costas hurok jellemzői
| Core Verzió | Ez a dokumentum a Costas Loop v1.0-ra vonatkozik. |
| Támogatott eszközcsaládok |
|
| Támogatott Eszköz Folyik | Libero® SoC v12.0 vagy újabb kiadásokat igényel. |
| Engedélyezés | A Costas Loop IP clear RTL licenczárolt, és a titkosított RTL szabadon elérhető bármely Libero licenccel. Titkosított RTL: A maghoz teljes titkosított RTL-kód tartozik, amely lehetővé teszi a mag példányosítását a Smart Design segítségével. A szimuláció, a szintézis és az elrendezés a Libero szoftverrel végrehajtható. Tiszta RTL: Teljes RTL-forráskód áll rendelkezésre az alap- és tesztpadokhoz. |
Jellemzők
A Costas Loop a következő főbb jellemzőkkel rendelkezik:
- Támogatja a BPSK és QPSK modulációkat
- Hangolható hurokparaméterek széles frekvenciatartományhoz
Az IP Core megvalósítása a Libero® Design Suite-ban
Az IP-magot telepíteni kell a Libero SoC szoftver IP-katalógusába. Ez automatikusan telepítésre kerül az IP-n keresztül
Katalógusfrissítés funkció a Libero SoC szoftverben, vagy az IP mag manuálisan letölthető a katalógusból. Egyszer
az IP-mag a Libero SoC szoftver IP-katalógusába van telepítve, a mag konfigurálása, generálása és példányosítása a Smart Design eszközben történik, hogy bekerüljön a Libero projektlistába.
Eszköz kihasználtsága és teljesítménye
A következő táblázatok felsorolják a Costas Loophoz használt eszközhasználatot.
2. táblázat: Costas Loop Utilisation for QPSK
| Eszköz részletei | Erőforrás | Teljesítmény (MHz) | RAM-ok | Matematikai blokkok | Chip Globals | |||
| Család | Eszköz | LUT-ok | DFF | LSRAM | μSRAM | |||
| PolarFire® SoC | MPFS250T | 1256 | 197 | 200 | 0 | 0 | 6 | 0 |
| PolarFire | MPF300T | 1256 | 197 | 200 | 0 | 0 | 6 | 0 |
3. táblázat: Costas Loop Utilisation for BPSK
| Eszköz részletei | Erőforrás | Teljesítmény (MHz) | RAM-ok | Matematikai blokkok | Chip Globals | |||
| Család | Eszköz | LUT-ok | DFF | LSRAM | μSRAM | |||
| PolarFire® SoC | MPFS250T | 1202 | 160 | 200 | 0 | 0 | 7 | 0 |
| Polar Fire | MPF300T | 1202 | 160 | 200 | 0 | 0 | 7 | 0 |
Fontos:
- A táblázatban szereplő adatok rögzítése tipikus szintézis- és elrendezési beállításokkal történik. A CDR referencia órajelforrás Dedikált értékre lett állítva, a többi konfigurátor értéke nem változott.
- Az órajel 200 MHz-re van korlátozva, miközben az időzítési elemzést futtatja a teljesítményszámok elérése érdekében.
Funkcionális leírás
Ez a rész a Costas Loop megvalósításának részleteit írja le.
A következő ábra a Costas Loop rendszerszintű blokkdiagramját mutatja.
ábra 1-1. A Costas hurok rendszerszintű blokkdiagramja
A Costas felső bemenete és kimenete közötti késleltetés 11 órajel. A THETA_OUT késleltetése 10 óra
ciklusok. A Kp-t (arányossági állandó), a Ki-t (integrálállandót), a Theta-tényezőt és a LIMIT-tényezőt rögzíteni kell a zajkörnyezetnek és a bevezetett frekvenciaeltolásnak megfelelően. A Costas Loop zárolása némi időt vesz igénybe, mint a PLL műveletnél. Egyes csomagok elveszhetnek a Costas Loop kezdeti zárolási ideje alatt.
Építészet
A Costas Loop megvalósításához a következő négy blokk szükséges:
- Hurokszűrő (PI-vezérlő ebben a megvalósításban)
- Theta generátor
- Hibaszámítás
- vektor forgatás
1-2. Costas hurok blokkdiagram
Egy adott modulációs séma hibája az elforgatott I és Q értékek alapján kerül kiszámításra a Vector Rotation Module segítségével. A PI vezérlő a frekvenciát a hiba, az arányos Kp erősítés és a Ki integrált erősítés alapján számítja ki. A maximális frekvenciaeltolás a PI-szabályozó frekvenciakimenetének határértékeként van beállítva. A Theta Generator modul integrálással állítja elő a szöget. A théta faktor bemenet határozza meg az integráció meredekségét és attól függ.
a samplingóra. A Theta Generator által generált szög az I és Q bemeneti értékek elforgatására szolgál. A hibafüggvény egy modulációs típusra jellemző. Mivel a PI vezérlő fixpontos formátumban van megvalósítva, a skálázás a PI vezérlő arányos és integrált kimenetein történik.
Hasonlóképpen, a méretezés a théta-integrációhoz valósul meg.
IP alapparaméterek és interfész jelek
Ez a rész a Costas Loop GUI konfigurátor paramétereit és az I/O jeleket tárgyalja.
Konfigurációs beállítások
Az alábbi táblázat felsorolja a Costas Loop hardveres megvalósításában használt konfigurációs paraméterek leírását. Ezek általános paraméterek, amelyek az alkalmazás követelményei szerint változnak.
2-1. táblázat. Konfigurációs paraméter
| Jel neve | Leírás |
| Moduláció típusa | BPSK vagy QPSK |
Bemeneti és kimeneti jelek
Az alábbi táblázat felsorolja a Costas Loop bemeneti és kimeneti portjait.
táblázat 2-2. Bemeneti és kimeneti jelek
| Jel neve | Irány | Jel típusa | Szélesség | Leírás |
| CLK_I | Bemenet | — | 1 | Órajel |
| ARST_N_IN | Bemenet | — | 1 | Aktív alacsony aszinkron reset jel |
| I_DATA_IN | Bemenet | Aláírva | 16 | Fázisban / Valós adatbevitel |
| Q_DATA_IN | Bemenet | Aláírva | 16 | Kvadratúra / Képzeletbeli adatbevitel |
| KP_IN | Bemenet | Aláírva | 18 | A PI szabályozó arányossági állandója |
| KI_IN | Bemenet | Aláírva | 18 | A PI szabályozó integrált állandója |
| LIMIT_IN | Bemenet | Aláírva | 18 | A PI vezérlő korlátja |
| THETA_FACTOR_IN | Bemenet | Aláírva | 18 | Theta faktor a théta integrációhoz. |
| I_DATA_OUT | Kimenet | Aláírva | 16 | Fázisban / Valós adatok Kimenet |
| Q_DATA_OUT | Kimenet | Aláírva | 16 | Kvadratúra / Képzelt adatok Kimenet |
| THETA_OUT | Kimenet | Aláírva | 10 | Számított Theta index (0-1023) az ellenőrzéshez |
| PI_OUT | Kimenet | Aláírva | 18 | PI kimenet |
Időzítési diagramok
Ez a rész a Costas Loop időzítési diagramját tárgyalja.
A következő ábra a Costas Loop időzítési diagramját mutatja.
3-1. ábra. Costas hurok időzítési diagramja
Próbapad
A felhasználói tesztpadnak nevezett Costas Loop ellenőrzésére és tesztelésére egységes tesztpad szolgál. A Costas Loop IP működőképességének ellenőrzésére egy tesztpad áll rendelkezésre.
Szimulációs sorok
A mag tesztpaddal történő szimulálásához hajtsa végre a következő lépéseket:
- Nyissa meg a Libero SoC alkalmazást, kattintson a Katalógus fülre, bontsa ki a Solutions-Wireless elemet, kattintson duplán a COSTAS LOOP elemre, majd kattintson az OK gombra. Az IP-hez tartozó dokumentáció a Dokumentációk alatt található.
Fontos: Ha nem látja a Katalógus lapot, navigáljon ide View > Windows menüt, és kattintson a Katalógus gombra, hogy láthatóvá tegye.
4-1. ábra. Costas Loop IP Core a Libero SoC katalógusban
- Állítsa be az IP-t az Ön igényei szerint.
4-2. ábra. Konfigurátor GUI
Az összes jelet a legfelső szintre emelje, és hozza létre a tervet - Az Ösztönzési hierarchia lapon kattintson a Hierarchia felépítése elemre.
4-3 ábra. Hierarchia felépítése
- Az Ösztönzési hierarchia lapon kattintson jobb gombbal a tesztpadra (Costas loop bevy), mutasson a Jelen terv szimulálása pontra, majd kattintson az Interaktív megnyitás parancsra.
4-4. Szintézis előtti tervezés szimulációja
A ModelSim a tesztpaddal nyílik meg file, ahogy az a következő ábrán látható.
4-5. ModelSim szimulációs ablak
Fontos: Ha a szimuláció a .do-ban meghatározott futási korlát miatt megszakad file, használja a run -all parancsot a szimuláció befejezéséhez
Revíziótörténet
A felülvizsgálati előzmények leírják a dokumentumban végrehajtott változtatásokat. A változtatások átdolgozásonként vannak felsorolva, a legfrissebb kiadványtól kezdve.
5-1. táblázat. Módosítási előzmények
| Felülvizsgálat | Dátum | Leírás |
| A | 03/2023 | Kezdeti kiadás |
Microchip FPGA támogatás
A Microchip FPGA termékcsoport termékeit különféle támogatási szolgáltatásokkal támogatja, beleértve az Ügyfélszolgálatot,
Ügyfél technikai támogatási központ, a webtelephelye és világszerte működő értékesítési irodái. Javasoljuk az ügyfeleknek, hogy látogassanak el
Microchip online forrásokat, mielőtt felvenné a kapcsolatot az ügyfélszolgálattal, mivel nagyon valószínű, hogy a kérdéseiket már megtették
válaszolta.
Lépjen kapcsolatba a Műszaki Támogatási Központtal a következőn keresztül webwebhely a címen www.microchip.com/support. Említse meg az FPGA-eszközt
Cikkszám, válassza ki a megfelelő esetkategóriát, és töltse fel a tervet files miközben létrehoz egy műszaki támogatási ügyet.
Lépjen kapcsolatba az Ügyfélszolgálattal a nem műszaki terméktámogatásért, például termékárakért, termékfrissítésekért, frissítésekért
információk, a rendelés állapota és a jogosultság.
- Észak-Amerikából hívjon 800.262.1060
- A világ többi részéről hívjon 650.318.4460
- Fax a világ bármely pontjáról, 650.318.8044
Mikrochip információk
A Mikrochip Webtelek
A Microchip online támogatást nyújt a mi oldalunkon keresztül webwebhely a címen www.microchip.com/. Ez webkészítésére használják az oldalt files és
az ügyfelek számára könnyen elérhető információk. A rendelkezésre álló tartalom egy része a következőket tartalmazza:
- Terméktámogatás – Adatlapok és hibák, jelentkezési megjegyzések és sample programokat, tervezési forrásokat, felhasználói kézikönyveket és hardvertámogató dokumentumokat, legújabb szoftverkiadásokat és archivált szoftvereket
- Általános műszaki támogatás – Gyakran Ismételt Kérdések (GYIK), technikai támogatási kérések, online vitacsoportok, Microchip tervezői partnerek listája
- A Microchip üzletága – Termékválasztó és rendelési útmutatók, legújabb Microchip sajtóközlemények, szemináriumok és rendezvények listája, Microchip értékesítési irodáinak, forgalmazóinak és gyári képviselőinek listája
Termékváltoztatásértesítő szolgáltatás
A Microchip termékváltoztatási értesítési szolgáltatása segít az ügyfeleknek naprakészen tartani a Microchip termékeit. Az előfizetők e-mailben értesítést kapnak, ha egy adott termékcsaláddal vagy fejlesztőeszközzel kapcsolatban változás, frissítés, átdolgozás vagy hiba történik.
A regisztrációhoz menjen a címre www.microchip.com/pcn, és kövesse a regisztrációs utasításokat.
Ügyfélszolgálat
A Microchip termékek felhasználói több csatornán keresztül kaphatnak segítséget:
- Forgalmazó vagy képviselő
- Helyi Értékesítési Iroda
- Embedded Solutions Engineer (ESE)
- Műszaki támogatás
Az ügyfeleknek támogatásért fordulniuk kell a forgalmazójukhoz, képviselőjükhöz vagy az ESE-hez. A helyi értékesítési irodák is rendelkezésre állnak, hogy segítsenek az ügyfeleknek. Az értékesítési irodák és helyszínek listája ebben a dokumentumban található.
A technikai támogatás a következőn keresztül érhető el webwebhely a következő címen: www.microchip.com/support
Mikrochip eszközök kódvédelmi funkciója
Vegye figyelembe a Microchip termékek kódvédelmi funkciójának alábbi részleteit:
- A Microchip termékek megfelelnek az adott Microchip Adatlapon található előírásoknak.
- A Microchip úgy véli, hogy termékcsaládja biztonságos, ha rendeltetésszerűen, a működési előírásokon belül és normál körülmények között használják.
- A Microchip értékeli és agresszíven védi szellemi tulajdonjogait. A Microchip termék kódvédelmi funkcióinak megsértésére irányuló kísérletek szigorúan tilosak, és sérthetik a Digital Millennium Copyright Act-et.
- Sem a Microchip, sem más félvezetőgyártó nem tudja garantálni kódja biztonságát. A kódvédelem nem jelenti azt, hogy garantáljuk a termék „törhetetlenségét”. A kódvédelem folyamatosan fejlődik. A Microchip elkötelezett amellett, hogy folyamatosan fejlessze termékei kódvédelmi funkcióit
Jogi közlemény
Ez a kiadvány és az itt található információk csak Microchip termékekkel használhatók, beleértve a tervezést, tesztelést,
és integrálja a Microchip termékeket az alkalmazásba. Ezen információk bármilyen más módon történő felhasználása sérti ezeket
feltételeket. Az eszközalkalmazásokkal kapcsolatos információk csak az Ön kényelmét szolgálják, és ezek hatályon kívül helyezhetők
frissítések által. Az Ön felelőssége annak biztosítása, hogy alkalmazása megfeleljen az előírásoknak. Vegye fel a kapcsolatot az Ön
helyi Microchip értékesítési iroda további támogatásért, vagy kérjen további támogatást a következő címen www.microchip.com/en us/support/design-help/client-support-services.
EZT AZ INFORMÁCIÓT A MICROCHIP „AHOGY VAN”. A MICROCHIP NEM NYILATKOZAT SEMMILYEN KIFEJEZETT VAGY VÉLEMEZTETETT, ÍRÁSBAN VAGY SZÓBELI, TÖRVÉNYI VAGY EGYÉBEN AZ INFORMÁCIÓKAL KAPCSOLATOS GARANCIÁT, BELEÉRTVE, DE NEM KIZÁRÓLAG BÁRMILYEN VÉLEMEZTETT GARANCIÁT. MEGHATÁROZOTT CÉLRA VALÓ ALKALMAZÁS, VAGY ÁLLAPOTÁHOZ, MINŐSÉGÉVEL VAGY TELJESÍTMÉNYÉVEL KAPCSOLATOS GARANCIA.
A MICROCHIP SEMMILYEN ESETBEN NEM VÁLLAL FELELŐSSÉGET SEMMILYEN KÖZVETETT, KÜLÖNLEGES, BÜNTETŐ, VÉLETLENES VAGY KÖVETKEZMÉNYES VESZTESÉGÉRT, KÁRÉRT, KÖLTSÉGÉRT VAGY KÖLTSÉGEKÉRT, AKÁRMIKOR KAPCSOLÓDIK AZ INFORMÁCIÓKHOZ VAGY AZ EGYES ALKALMAZÁSÁVAL, TÁJÉKOZTATÁST A LEHETŐSÉGRŐL, VAGY A KÁROK ELŐRELÁTHATÓAK. A TÖRVÉNY ÁLTAL ENGEDÉLYEZETT TELJES MÉRTÉKÉBEN A MICROCHIP TELJES FELELŐSSÉGE AZ INFORMÁCIÓKAL VAGY FELHASZNÁLÁSÁVAL KAPCSOLATOS ÖSSZES KÖVETELÉSRE VONATKOZÓAN NEM MEGHAJLJA A DÍJAK ÖSSZEGÉT, AMENNYIBEN VAN SZÜKSÉGES, AMELYEKET ÖN AZ MICROFORMÁTUMÉRT FIZETTE.
A Microchip eszközök életfenntartó és/vagy biztonsági alkalmazásokban történő használata teljes mértékben a vevő kockázatára történik, és a vevő vállalja, hogy megvédi, kártalanítja és ártalmatlanná teszi a Microchipet az ilyen használatból eredő károk, követelések, perek vagy költségek ellen. A Microchip szellemi tulajdonjogai alapján semmilyen licencet nem adnak át, sem hallgatólagosan, sem más módon, hacsak másként nem rendelkeznek.
Minőségirányítási rendszer
A Microchip minőségirányítási rendszereivel kapcsolatos információkért látogasson el a weboldalra www.microchip.com/quality.
Értékesítés és szerviz világszerte
| AMERIKA | ÁZSIA/CSENDES-óceáni térség | ÁZSIA/CSENDES-óceáni térség | EURÓPA |
| Vállalati Iroda2355 West Chandler Blvd. Chandler, AZ 85224-6199Tel: 480-792-7200Fax: 480-792-7277 Műszaki támogatás: www.microchip.com/support Web Cím: www.microchip.com Atlanta Duluth, GA Tel: 678-957-9614Fax: 678-957-1455Austin, TX Tel: 512-257-3370Boston Westborough, MA Tel: 774-760-0087Fax: 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: 317-773-8323Fax: 317-773-5453Tel: 317-536-2380Los Angeles Mission Viejo, CA Tel: 949-462-9523Fax: 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: 905-695-1980Fax: 905-695-2078 | Ausztrália – Sydney Tel: 61-2-9868-6733Kína – Peking Tel: 86-10-8569-7000Kína – Csengdu Tel: 86-28-8665-5511Kína – Chongqing Tel: 86-23-8980-9588Kína – Dongguan Tel: 86-769-8702-9880Kína – Kanton Tel: 86-20-8755-8029Kína – Hangzhou Tel: 86-571-8792-8115Kína – Hongkong KKT Tel: 852-2943-5100Kína – Nanjing Tel: 86-25-8473-2460Kína – Qingdao Tel: 86-532-8502-7355Kína – Sanghaj Tel: 86-21-3326-8000Kína – Shenyang Tel: 86-24-2334-2829Kína – Sencsen Tel: 86-755-8864-2200Kína – Suzhou Tel: 86-186-6233-1526Kína – Vuhan Tel: 86-27-5980-5300Kína – Xian Tel: 86-29-8833-7252Kína – Xiamen Tel: 86-592-2388138Kína – Zhuhai Tel: 86-756-3210040 | India – Bangalore Tel: 91-80-3090-4444India – Újdelhi Tel: 91-11-4160-8631India - Pune Tel: 91-20-4121-0141Japán – Oszaka Tel: 81-6-6152-7160Japán – Tokió Tel: 81-3-6880-3770Korea – Daegu Tel: 82-53-744-4301Korea – Szöul Tel: 82-2-554-7200Malajzia – Kuala Lumpur Tel: 60-3-7651-7906Malajzia – Penang Tel: 60-4-227-8870Fülöp-szigetek – Manila Tel: 63-2-634-9065SzingapúrTel: 65-6334-8870Tajvan – Hsin Chu Tel: 886-3-577-8366Tajvan – Kaohsiung Tel: 886-7-213-7830Tajvan – Taipei Tel: 886-2-2508-8600Thaiföld – Bangkok Tel: 66-2-694-1351Vietnam – Ho Si Minh Tel: 84-28-5448-2100 | Ausztria – Wels Tel: 43-7242-2244-39Fax: 43-7242-2244-393Dánia – Koppenhága Tel: 45-4485-5910Fax: 45-4485-2829Finnország – Espoo Tel: 358-9-4520-820Franciaország – Párizs Tel: 33-1-69-53-63-20Fax: 33-1-69-30-90-79Németország – Garching Tel: 49-8931-9700Németország – Haan Tel: 49-2129-3766400Németország – Heilbronn Tel: 49-7131-72400Németország – Karlsruhe Tel: 49-721-625370Németország – München Tel: 49-89-627-144-0Fax: 49-89-627-144-44Németország – Rosenheim Tel: 49-8031-354-560Izrael – Ra'anana Tel: 972-9-744-7705Olaszország – Milánó Tel: 39-0331-742611Fax: 39-0331-466781Olaszország – Padova Tel: 39-049-7625286Hollandia – Drunen Tel: 31-416-690399Fax: 31-416-690340Norvégia – Trondheim Tel: 47-72884388Lengyelország – Varsó Tel: 48-22-3325737Románia – Bukarest Tel: 40-21-407-87-50Spanyolország – Madrid Tel: 34-91-708-08-90Fax: 34-91-708-08-91Svédország – Göteborg Tel: 46-31-704-60-40Svédország – Stockholm Tel: 46-8-5090-4654Egyesült Királyság – Wokingham Tel: 44-118-921-5800Fax: 44-118-921-5820 |
Dokumentumok / Források
 |
MICROCHIP Costas Loop Management [pdf] Felhasználói útmutató Costas hurokkezelés, hurokkezelés, menedzsment |