MICROCHIP Costas Loop Management notendahandbók

Inngangur

Í þráðlausri sendingu eru sendir (Tx) og móttakari (Rx) aðskilin með fjarlægð og rafeinangruð. Jafnvel þó að bæði Tx og Rx séu stillt á sömu tíðni, þá er tíðnijöfnun á milli burðartíðnanna vegna ppm munarins á sveiflunum sem notaðir eru í Tx og Rx. Tíðnijöfnunin er bætt upp með því að nota gagnastoðna eða ógagnastýrða (blinda) samstillingaraðferðir.

Costas Loop er PLL-undirstaða aðferð sem ekki er studd af gögnum til að greiða fyrir flutningstíðni. Aðalnotkun Costas lykkja er í þráðlausum móttakara. Með því að nota þetta er tíðnijöfnunin milli Tx og Rx bætt upp án hjálpar tóna eða tákna. Costas Loop er útfærð fyrir BPSK og QPSK mótunina með breytingu á villureikningsreitnum. Notkun Costas Loop fyrir fasa- eða tíðnisamstillingu gæti leitt til tvíræðni í fasa, sem verður að leiðrétta með aðferðum eins og mismunakóðun.

Samantekt

Eftirfarandi tafla gefur yfirlit yfir eiginleika Costas Loop.

Tafla 1. Costas Loop eiginleikar

Kjarnaútgáfa	Þetta skjal á við Costas Loop v1.0.
Fjölskyldur með studdum tækjum	Polar Fire® SoC Polar Fire
Stuðningur Verkfæri Flæði	Krefst Libero® SoC v12.0 eða nýrri útgáfur.
Leyfisveitingar	Costas Loop IP clear RTL er leyfislæst og dulkóðaða RTL er frjálst fáanlegt með hvaða Libero leyfi sem er. Dulkóðuð RTL: Fullkominn dulkóðaður RTL-kóði er til staðar fyrir kjarnann, sem gerir kjarnanum kleift að stofna með Smart Design. Hægt er að framkvæma uppgerð, myndun og útlit með Libero hugbúnaði. Hreinsa RTL: Heill RTL frumkóði er til staðar fyrir kjarna og prófunarbekkina.

Eiginleikar

Costas Loop hefur eftirfarandi lykileiginleika:

• Styður BPSK og QPSK mótun
• Stillanlegar lykkjubreytur fyrir breitt tíðnisvið

Innleiðing á IP Core í Libero® Design Suite
IP kjarna verður að vera uppsettur á IP vörulista Libero SoC hugbúnaðarins. Þetta er sett upp sjálfkrafa í gegnum IP
Vörulistauppfærsluaðgerð í Libero SoC hugbúnaðinum, eða IP kjarnanum er hlaðið niður handvirkt úr vörulistanum. Einu sinni
IP kjarninn er settur upp í Libero SoC hugbúnaðar IP vörulistanum, kjarninn er stilltur, myndaður og sýndur í Smart Design tólinu til að vera með í Libero verkefnalistanum.

Tækjanýting og árangur

Eftirfarandi töflur sýna tækjanotkunina sem notuð er fyrir Costas Loop.

Tafla 2. Costas Loop nýting fyrir QPSK

Upplýsingar um tæki		Auðlindir		Afköst (MHz)	vinnsluminni		Stærðfræði blokkir	Chip Globals
Fjölskylda	Tæki	LUTs	DFF		LSRAM	μSRAM
PolarFire® SoC	MPFS250T	1256	197	200	0	0	6	0
PolarFire	MPF300T	1256	197	200	0	0	6	0

Tafla 3. Costas-lykkjanýting fyrir BPSK

Upplýsingar um tæki		Auðlindir		Afköst (MHz)	vinnsluminni		Stærðfræði blokkir	Chip Globals
Fjölskylda	Tæki	LUTs	DFF		LSRAM	μSRAM
PolarFire® SoC	MPFS250T	1202	160	200	0	0	7	0
Polar Fire	MPF300T	1202	160	200	0	0	7	0

Mikilvægt: 

1. Gögnin í þessari töflu eru tekin með dæmigerðum myndun og útlitsstillingum. Uppspretta CDR viðmiðunarklukku var stillt á Dedicated með óbreytt önnur stillingargildi.
2. Klukkan er takmörkuð við 200 MHz meðan tímagreining er keyrð til að ná fram afköstum.

Virkni lýsing

Þessi hluti lýsir útfærsluupplýsingum Costas Loop.

Eftirfarandi mynd sýnir blokkskýringarmynd á kerfisstigi af Costas Loop.

Mynd 1-1. Kerfisstig blokkarmynd af Costas lykkju

Töfin á milli inntaks og úttaks Costas toppsins er 11 klukkulotur. THETA_OUT leynd er 10 klukka
hringrásir. Kp (hlutfallsfasti), Ki (heildarfasti), þetastuðull og LIMIT stuðull verður að vera fastur í samræmi við hávaðaumhverfið og tíðnijöfnunina sem verið er að kynna. Costas Loop tekur smá tíma að læsa, eins og í PLL aðgerðinni. Sumir pakkar gætu tapast á upphafslástíma Costas Loop.

Arkitektúr

Innleiðing Costas Loop krefst eftirfarandi fjögurra blokka:

• Loop Filter (PI Controller í þessari útfærslu)
• Theta rafall
• Villa við útreikning
• Vektor snúningur

Mynd 1-2. Costas Loop Block skýringarmynd

Villan fyrir tiltekið mótunarkerfi er reiknuð út frá snúnu I og Q gildunum með því að nota Vector Rotation Module. PI stjórnandi reiknar út tíðni út frá villunni, hlutfallsstyrk Kp og heildaraukningu Ki. Hámarks tíðnijöfnun er stillt sem viðmiðunarmörk fyrir tíðniúttak PI stjórnanda. Theta Generator einingin býr til hornið með samþættingu. Theta þáttur inntak ákvarðar halla samþættingar og fer eftir því.

á sampling klukka. Hornið sem myndast frá Theta Generator er notað til að snúa I og Q inntaksgildunum. Villuaðgerðin er sérstök fyrir mótunargerð. Þar sem PI-stýringin er útfærð á föstum punktasniði, er kvörðun framkvæmd á hlutfallslegum og óaðskiljanlegum útgangi PI-stýringar.

Á sama hátt er mælikvarði útfærður fyrir þeta samþættingu.

IP kjarnafæribreytur og tengimerki

Þessi hluti fjallar um færibreyturnar í Costas Loop GUI stillingarbúnaðinum og I/O merki.

Stillingar stillingar

Eftirfarandi tafla sýnir lýsingu á stillingarbreytum sem notaðar eru í vélbúnaðarútfærslu Costas Loop. Þetta eru almennar breytur sem eru mismunandi eftir kröfum umsóknarinnar.
Tafla 2-1. Stillingarfæribreyta

Merkisheiti	Lýsing
Tegund mótunar	BPSK eða QPSK

Inntak og úttak merki
Eftirfarandi tafla sýnir inntaks- og úttaksport Costas Loop.
Tafla 2-2. Inntaks- og úttaksmerki

Merkisheiti	Stefna	Merkjagerð	Breidd	Lýsing
CLK_I	Inntak	—	1	Klukkumerki
ARST_N_IN	Inntak	—	1	Virkt lágt ósamstillt endurstillingarmerki
I_DATA_IN	Inntak	Undirritaður	16	Í fasa / Raunveruleg gagnainntak
Q_DATA_IN	Inntak	Undirritaður	16	Ferningur / Ímynduð gögn Inntak
KP_IN	Inntak	Undirritaður	18	Hlutfallsfasti PI stjórnanda
KI_IN	Inntak	Undirritaður	18	Samþættur fasti PI stjórnanda
LIMIT_IN	Inntak	Undirritaður	18	Takmörk fyrir PI stjórnandi
THETA_FACTOR_IN	Inntak	Undirritaður	18	Theta þáttur fyrir theta samþættingu.
I_DATA_OUT	Framleiðsla	Undirritaður	16	Í fasa / Raunveruleg gögn Framleiðsla
Q_DATA_OUT	Framleiðsla	Undirritaður	16	Ferningur / Ímynduð gögn Framleiðsla
THETA_OUT	Framleiðsla	Undirritaður	10	Reiknaður Theta vísitala (0-1023) fyrir sannprófunina
PI_OUT	Framleiðsla	Undirritaður	18	PI framleiðsla

Tímamyndir

Þessi hluti fjallar um Costas Loop tímasetningarmyndina.
Eftirfarandi mynd sýnir tímasetningarmynd Costas Loop.
Mynd 3-1. Costas Loop Tímamynd

Prófbekkur

Sameinaður prófunarbekkur er notaður til að sannreyna og prófa Costas Loop sem kallast notendaprófunarbekkur. Prófbekkur er til staðar til að athuga virkni Costas Loop IP.

Uppgerð raðir

Til að líkja eftir kjarnanum með því að nota prófunarbekkinn skaltu framkvæma eftirfarandi skref:

1. Opnaðu Libero SoC forritið, smelltu á Catalog flipann, stækkaðu Solutions-Wireless, tvísmelltu á COSTAS LOOP og smelltu síðan á OK. Skjölin sem tengjast IP eru skráð undir Skjöl.
   Mikilvægt: Ef þú sérð ekki Vörulista flipann skaltu fara á View > Windows valmynd og smelltu á Catalog til að gera það sýnilegt.
   Mynd 4-1. Costas Loop IP kjarna í Libero SoC vörulista
   
   
2. Stilltu IP í samræmi við kröfur þínar.
   Mynd 4-2. Configurator GUI
   
   Færðu öll merki á efstu stigi og búðu til hönnunina
3. Á flipanum Örvunarstigveldi, smelltu á Byggja stigveldi.
   Mynd 4-3. Byggja upp stigveldi
   
   
4. Á Stimulus Hierarchy flipanum skaltu hægrismella á prófbekkinn (Costas loop bevy), benda á Simulate Present Design og smella svo á Open Interactively
   Mynd 4-4. Að líkja eftir formyndunarhönnun
   
   ModelSim opnar með prófunarbekknum file, eins og sýnt er á eftirfarandi mynd.
   Mynd 4-5. ModelSim uppgerð gluggi
   

Mikilvægt: Ef uppgerðin er rofin vegna keyrslutímatakmarkanna sem tilgreind eru í .do file, notaðu run -all skipunina til að ljúka uppgerðinni

Endurskoðunarsaga

Endurskoðunarferillinn lýsir þeim breytingum sem voru innleiddar í skjalinu. Breytingarnar eru taldar upp eftir endurskoðun, frá og með nýjustu útgáfunni.
Tafla 5-1. Endurskoðunarsaga

Endurskoðun	Dagsetning	Lýsing
A	03/2023	Upphafleg útgáfa

Microchip FPGA stuðningur

Microchip FPGA vöruhópur styður vörur sínar með ýmsum stuðningsþjónustu, þar á meðal þjónustu við viðskiptavini,
Tækniþjónustumiðstöð, a websíðuna og söluskrifstofur um allan heim. Viðskiptavinum er bent á að heimsækja
Örflögu á netinu áður en haft er samband við þjónustudeild þar sem mjög líklegt er að fyrirspurnir þeirra hafi þegar verið
svaraði.

Hafðu samband við tækniaðstoð í gegnum websíða kl www.microchip.com/support. Nefnið FPGA tækið
Hlutanúmer, veldu viðeigandi tilviksflokk og hlaðið upp hönnun files meðan verið er að búa til tæknilega aðstoð.

Hafðu samband við þjónustuver fyrir ótæknilega vöruaðstoð, svo sem vöruverð, vöruuppfærslur, uppfærslu
upplýsingar, pöntunarstöðu og heimild.

• Frá Norður-Ameríku, hringdu 800.262.1060
• Frá öðrum heimshornum, hringdu 650.318.4460
• Fax, hvar sem er í heiminum, 650.318.8044

Örflöguupplýsingar

Örflögan Websíða

Microchip veitir stuðning á netinu í gegnum okkar websíða kl www.microchip.com/. Þetta websíða er notuð til að gera files og
upplýsingar sem auðvelt er að nálgast viðskiptavinum. Sumt af því efni sem til er inniheldur:

• Vörustuðningur - Gagnablöð og errata, umsóknarskýringar og sample forrit, hönnunarauðlindir, notendahandbækur og stuðningsskjöl fyrir vélbúnað, nýjustu hugbúnaðarútgáfur og geymdur hugbúnaður
• Almenn tækniaðstoð - Algengar spurningar (algengar spurningar), beiðnir um tækniaðstoð, umræðuhópar á netinu, skráning meðlima í smáflöguhönnun samstarfsaðila
• Viðskipti Microchip - Vöruvals- og pöntunarleiðbeiningar, nýjustu fréttatilkynningar frá Microchip, skráningu námskeiða og viðburða, skráningar yfir söluskrifstofur Microchip, dreifingaraðila og verksmiðjufulltrúa

Tilkynningaþjónusta um vörubreytingar

Tilkynningarþjónusta Microchip hjálpar til við að halda viðskiptavinum upplýstum um Microchip vörur. Áskrifendur munu fá tilkynningu í tölvupósti hvenær sem breytingar, uppfærslur, endurskoðanir eða skekkjur eru tengdar tiltekinni vöruflokki eða þróunarverkfæri sem vekur áhuga.

Til að skrá sig, farðu á www.microchip.com/pcn og fylgdu skráningarleiðbeiningunum.

Þjónustudeild

Notendur Microchip vara geta fengið aðstoð í gegnum nokkrar rásir:

• Dreifingaraðili eða fulltrúi
• Söluskrifstofa á staðnum
• Embedded Solutions Engineer (ESE)
• Tæknileg aðstoð

Viðskiptavinir ættu að hafa samband við dreifingaraðila sinn, fulltrúa eða ESE til að fá aðstoð. Staðbundnar söluskrifstofur eru einnig tiltækar til að aðstoða viðskiptavini. Listi yfir söluskrifstofur og staðsetningar er innifalinn í þessu skjali.

Tæknileg aðstoð er í boði í gegnum websíða á: www.microchip.com/support

Örflögutæki Kóðaverndareiginleiki

Athugaðu eftirfarandi upplýsingar um kóðaverndareiginleikann á Microchip vörum:

• Örflöguvörur uppfylla forskriftirnar í tilteknu örflögugagnablaði þeirra.
• Microchip telur að vöruflokkur þess sé öruggur þegar þær eru notaðar á tilsettan hátt, innan rekstrarforskrifta og við venjulegar aðstæður.
• Örflögu metur og verndar hugverkaréttindi sín ákaft. Tilraunir til að brjóta kóða verndareiginleika Microchip vöru eru stranglega bannaðar og geta brotið gegn Digital Millennium Copyright Act.
• Hvorki Microchip né nokkur annar hálfleiðaraframleiðandi getur ábyrgst öryggi kóðans. Kóðavernd þýðir ekki að við tryggjum að varan sé „óbrjótanleg“. Kóðavernd er í stöðugri þróun. Microchip hefur skuldbundið sig til að bæta stöðugt kóðaverndareiginleika vara okkar

Lagatilkynning

Þetta rit og upplýsingarnar hér má aðeins nota með Microchip vörur, þar á meðal til að hanna, prófa,
og samþætta Microchip vörur með forritinu þínu. Notkun þessara upplýsinga á annan hátt brýtur gegn þessum
skilmála. Upplýsingar um tækjaforrit eru aðeins veittar þér til þæginda og kunna að vera leystar af hólmi
með uppfærslum. Það er á þína ábyrgð að tryggja að umsókn þín uppfylli forskriftir þínar. Hafðu samband við þitt
staðbundin Microchip söluskrifstofa fyrir frekari aðstoð eða fáðu viðbótaraðstoð á www.microchip.com/en us/support/ design-help/client-support-services.

ÞESSAR UPPLÝSINGAR ER LAÐAR AF MICROCHIP „Eins og þær eru“. MICROCHIP GERIR ENGIN STAÐSETNING EÐA ÁBYRGÐ HVORKI ER SKÝRT EÐA ÓBEINING, SKRIFTLIG EÐA munnlega, LÖGBEÐUR EÐA ANNARS, TENGJAÐ UPPLÝSINGUM ÞAÐ MEÐ EN EKKI TAKMARKAÐ VIÐ EINHVERJAR ÓBEINNAR Ábyrgðar- og ábyrgðir HÆFNI Í SÉRSTÖKNUM TILGANGI EÐA ÁBYRGÐ TENGST ÁSTANDI ÞESS, GÆÐUM EÐA AFKOMU.

MICROCHIP VERÐUR Í ENGUM TILKYNNINGUM ÁBYRGÐ Á NEIGU ÓBEINU, SÉRSTÖKUM, REFSINGU, TILVALUSTU EÐA AFLEITATAPI, Tjóni, KOSTNAÐI EÐA KOSTNAÐI af einhverju tagi sem tengist UPPLÝSINGUM EÐA NOTKUN ÞEIRRA, HVER SEM AFRIÐI AF ÞVÍ. MÖGULEIKUR EÐA Tjónið er fyrirsjáanlegt. AÐ FULLSTA MÁL LÖGUM LEYFIÐ VERÐUR HEILDARÁBYRGÐ MICROCHIP Á ALLAR KRÖFUR Á EINHVER HÁTT TENGST UPPLÝSINGARNIR EÐA NOTKUN ÞESSAR EKKI ÚR SEM ÞAÐ SEM ÞÚ HEFUR GREIÐIÐ BEINLEGT FYRIR UPPLÝSINGARNUM.

Notkun örflögutækja í lífsbjörgunar- og/eða öryggisforritum er algjörlega á ábyrgð kaupanda og kaupandinn samþykkir að verja, skaða og halda örflögu skaðlausum fyrir hvers kyns tjóni, kröfum, málsókn eða kostnaði sem hlýst af slíkri notkun. Engin leyfi eru send, óbeint eða á annan hátt, undir neinum Microchip hugverkaréttindum nema annað sé tekið fram.

Gæðastjórnunarkerfi

Fyrir upplýsingar um gæðastjórnunarkerfi Microchip, vinsamlegast farðu á www.microchip.com/quality.

Sala og þjónusta um allan heim

BANDARÍKIN	ASÍA/KYRAHAFA	ASÍA/KYRAHAFA	EVRÓPA
Skrifstofa fyrirtækja2355 West Chandler Blvd. Chandler, AZ 85224-6199Sími: 480-792-7200Fax: 480-792-7277Tækniþjónusta: www.microchip.com/support Web Heimilisfang: www.microchip.com Atlanta Duluth, GA Sími: 678-957-9614Fax: 678-957-1455Austin, TX Sími: 512-257-3370Boston Westborough, MA Sími: 774-760-0087Fax: 774-760-0088ChicagoItasca, IL Sími: 630-285-0071Fax: 630-285-0075DallasAddison, TX Sími: 972-818-7423Fax: 972-818-2924DetroitNovi, MI Sími: 248-848-4000Houston, TX Sími: 281-894-5983Indianapolis Noblesville, IN Sími: 317-773-8323Fax: 317-773-5453Sími: 317-536-2380Los Angeles Mission Viejo, CA Sími: 949-462-9523Fax: 949-462-9608Sími: 951-273-7800Raleigh, NC Sími: 919-844-7510New York, NY Sími: 631-435-6000San Jose, Kaliforníu Sími: 408-735-9110Sími: 408-436-4270Kanada - Toronto Sími: 905-695-1980 Fax: 905-695-2078	Ástralía - Sydney Sími: 61-2-9868-6733Kína - Peking Sími: 86-10-8569-7000Kína - Chengdu Sími: 86-28-8665-5511Kína - Chongqing Sími: 86-23-8980-9588Kína - Dongguan Sími: 86-769-8702-9880Kína - Guangzhou Sími: 86-20-8755-8029Kína - Hangzhou Sími: 86-571-8792-8115Kína – Hong Kong SAR Sími: 852-2943-5100Kína - Nanjing Sími: 86-25-8473-2460Kína - Qingdao Sími: 86-532-8502-7355Kína - Shanghai Sími: 86-21-3326-8000Kína - Shenyang Sími: 86-24-2334-2829Kína - Shenzhen Sími: 86-755-8864-2200Kína - Suzhou Sími: 86-186-6233-1526Kína - Wuhan Sími: 86-27-5980-5300Kína - Xian Sími: 86-29-8833-7252Kína - Xiamen Sími: 86-592-2388138Kína - Zhuhai Sími: 86-756-3210040	Indland - Bangalore Sími: 91-80-3090-4444Indland - Nýja Delí Sími: 91-11-4160-8631Indland - Pune Sími: 91-20-4121-0141Japan - Osaka Sími: 81-6-6152-7160Japan - Tókýó Sími: 81-3-6880- 3770Kórea - Daegu Sími: 82-53-744-4301Kórea - Seúl Sími: 82-2-554-7200Malasía - Kuala Lumpur Sími: 60-3-7651-7906Malasía - Penang Sími: 60-4-227-8870Filippseyjar - Manila Sími: 63-2-634-9065SingaporeSími: 65-6334-8870Taívan – Hsin Chu Sími: 886-3-577-8366Taívan - Kaohsiung Sími: 886-7-213-7830Taívan - Taipei Sími: 886-2-2508-8600Taíland - Bangkok Sími: 66-2-694-1351Víetnam - Ho Chi Minh Sími: 84-28-5448-2100	Austurríki – Wels Tel: 43-7242-2244-39Fax: 43-7242-2244-393Danmörk - Kaupmannahöfn Tel: 45-4485-5910Fax: 45-4485-2829Finnland – Espoo Sími: 358-9-4520-820Frakkland - París Tel: 33-1-69-53-63-20Fax: 33-1-69-30-90-79Þýskaland - Garching Sími: 49-8931-9700Þýskaland - Haan Sími: 49-2129-3766400Þýskaland – Heilbronn Sími: 49-7131-72400Þýskaland – Karlsruhe Sími: 49-721-625370Þýskaland - Munchen Tel: 49-89-627-144-0Fax: 49-89-627-144-44Þýskaland – Rosenheim Sími: 49-8031-354-560Ísrael - Ra'anana Sími: 972-9-744-7705Ítalía - Mílanó Tel: 39-0331-742611Fax: 39-0331-466781Ítalía - Padova Sími: 39-049-7625286Holland – Drunen Tel: 31-416-690399Fax: 31-416-690340Noregur - Þrándheimur Sími: 47-72884388Pólland - Varsjá Sími: 48-22-3325737Rúmenía - Búkarest Tel: 40-21-407-87-50Spánn - Madríd Tel: 34-91-708-08-90Fax: 34-91-708-08-91Svíþjóð - Gautaborg Tel: 46-31-704-60-40Svíþjóð - Stokkhólmur Sími: 46-8-5090-4654Bretland - Wokingham Tel: 44-118-921-5800Fax: 44-118-921-5820

Skjöl / auðlindir

MICROCHIP Costas Loop Management [pdfNotendahandbók Costas Loop Management, Loop Management, Management

Heimildir

• Notendahandbók