Uporabniški priročnik za MICROCHIP Costas Loop Management
Uvod
Pri brezžičnem prenosu sta oddajnik (Tx) in sprejemnik (Rx) ločena z razdaljo in električno izolirana. Čeprav sta Tx in Rx uglašena na isto frekvenco, obstaja frekvenčni zamik med nosilnima frekvencama zaradi razlike v ppm med oscilatorjema, uporabljenima v Tx in Rx. Frekvenčni zamik se kompenzira z uporabo podatkovno podprtih ali nepodatkovno podprtih (slepih) metod sinhronizacije.
Zanka Costas je metoda PLL, ki ni podprta s podatki, za kompenzacijo odmika nosilne frekvence. Primarna uporaba zank Costas je v brezžičnih sprejemnikih. Z uporabo tega se frekvenčni zamik med Tx in Rx kompenzira brez pomoči pilotnih tonov ali simbolov. Costasova zanka je implementirana za modulacije BPSK in QPSK s spremembo bloka izračuna napak. Uporaba Costasove zanke za fazno ali frekvenčno sinhronizacijo lahko povzroči fazno dvoumnost, ki jo je treba popraviti s tehnikami, kot je diferencialno kodiranje.
Povzetek
Naslednja tabela ponuja povzetek značilnosti Costas Loop.
Tabela 1. Značilnosti zanke Costas
| Osnovna različica | Ta dokument velja za Costas Loop v1.0. |
| Podprte družine naprav |
|
| Podprto Orodje Tok | Zahteva Libero® SoC v12.0 ali novejše izdaje. |
| Licenciranje | Costas Loop IP clear RTL je licenčno zaklenjen in šifrirani RTL je prosto dostopen s katero koli licenco Libero. Šifrirani RTL: Za jedro je na voljo popolna šifrirana koda RTL, ki omogoča instanciacijo jedra s Smart Design. Simulacijo, sintezo in postavitev je mogoče izvesti s programsko opremo Libero. Počisti RTL: Celotna izvorna koda RTL je na voljo za jedro in preskusne naprave. |
Lastnosti
Costas Loop ima naslednje ključne lastnosti:
- Podpira modulacije BPSK in QPSK
- Nastavljivi parametri zanke za široko frekvenčno območje
Implementacija IP Core v Libero® Design Suite
Jedro IP mora biti nameščeno v katalogu IP programske opreme Libero SoC. To se samodejno namesti prek IP-ja
Funkcija posodobitve kataloga v programski opremi Libero SoC ali pa se jedro IP ročno prenese iz kataloga. Enkrat
jedro IP je nameščeno v katalogu IP programske opreme Libero SoC, jedro je konfigurirano, ustvarjeno in instancirano v orodju Smart Design za vključitev na seznam projektov Libero.
Uporaba in zmogljivost naprave
Naslednje tabele navajajo uporabo naprav, uporabljenih za Costas Loop.
Tabela 2. Uporaba zanke Costas za QPSK
| Podrobnosti naprave | Viri | Zmogljivost (MHz) | RAM-i | Matematični bloki | Chip Globals | |||
| Družina | Naprava | LUTs | DFF | LSRAM | μSRAM | |||
| PolarFire® SoC | MPFS250T | 1256 | 197 | 200 | 0 | 0 | 6 | 0 |
| PolarFire | MPF300T | 1256 | 197 | 200 | 0 | 0 | 6 | 0 |
Tabela 3. Uporaba zanke Costas za BPSK
| Podrobnosti naprave | Viri | Zmogljivost (MHz) | RAM-i | Matematični bloki | Chip Globals | |||
| Družina | Naprava | LUTs | DFF | LSRAM | μSRAM | |||
| PolarFire® SoC | MPFS250T | 1202 | 160 | 200 | 0 | 0 | 7 | 0 |
| Polarni ogenj | MPF300T | 1202 | 160 | 200 | 0 | 0 | 7 | 0 |
Pomembno:
- Podatki v tej tabeli so zajeti z običajnimi nastavitvami sinteze in postavitve. Vir referenčne ure CDR je bil nastavljen na Dedicated z drugimi vrednostmi konfiguratorja nespremenjenimi.
- Ura je med izvajanjem časovne analize omejena na 200 MHz, da se dosežejo številke zmogljivosti.
Funkcionalni opis
V tem razdelku so opisane podrobnosti izvedbe zanke Costas.
Naslednja slika prikazuje blokovni diagram zanke Costas na sistemski ravni.
Slika 1-1. Blokovni diagram Costasove zanke na sistemski ravni
Zakasnitev med vhodom in izhodom vrha Costas je 11 taktov. Zakasnitev THETA_OUT je 10 ur
ciklov. Kp (konstanta sorazmernosti), Ki (integralna konstanta), faktor Theta in faktor LIMIT morajo biti določeni glede na hrupno okolje in frekvenčni zamik, ki se uvaja. Costas Loop potrebuje nekaj časa, da se zaklene, kot pri operaciji PLL. Nekateri paketi se lahko med začetnim časom zaklepanja Costas Loop izgubijo.
Arhitektura
Izvedba zanke Costas zahteva naslednje štiri bloke:
- Filter zanke (krmilnik PI v tej izvedbi)
- Theta generator
- Izračun napake
- Vektorska rotacija
Slika 1-2. Blokovni diagram Costasove zanke
Napaka za določeno shemo modulacije se izračuna na podlagi zasukanih vrednosti I in Q z uporabo modula Vector Rotation. Krmilnik PI izračuna frekvenco na podlagi napake, proporcionalnega ojačanja Kp in integralnega ojačanja Ki. Največji frekvenčni odmik je nastavljen kot mejna vrednost za frekvenčni izhod PI regulatorja. Theta Generator modul generira kot z integracijo. Vhodni faktor theta določa naklon integracije in je odvisen.
na sampling ura. Kot, ki ga ustvari Theta Generator, se uporablja za vrtenje vhodnih vrednosti I in Q. Funkcija napake je specifična za vrsto modulacije. Ker je PI krmilnik implementiran v formatu s fiksno točko, se skaliranje izvaja na proporcionalnih in integralnih izhodih PI krmilnika.
Podobno se skaliranje izvaja za integracijo theta.
Parametri jedra IP in signali vmesnika
Ta razdelek obravnava parametre v konfiguratorju GUI Costas Loop in V/I signale.
Nastavitve konfiguracije
Naslednja tabela navaja opise konfiguracijskih parametrov, uporabljenih pri implementaciji strojne opreme Costas Loop. To so generični parametri, ki se spreminjajo glede na zahteve aplikacije.
Tabela 2-1. Konfiguracijski parameter
| Ime signala | Opis |
| Vrsta modulacije | BPSK ali QPSK |
Vhodni in izhodni signali
Naslednja tabela navaja vhodna in izhodna vrata Costas Loop.
Tabela 2-2. Vhodni in izhodni signali
| Ime signala | Smer | Vrsta signala | širina | Opis |
| CLK_I | Vnos | — | 1 | Signal ure |
| ARST_N_IN | Vnos | — | 1 | Aktiven nizek asinhroni signal za ponastavitev |
| I_DATA_IN | Vnos | Podpisano | 16 | V fazi / Realni vnos podatkov |
| Q_DATA_IN | Vnos | Podpisano | 16 | Kvadratura / Imaginarni vnos podatkov |
| KP_IN | Vnos | Podpisano | 18 | Proporcionalna konstanta PI regulatorja |
| KI_IN | Vnos | Podpisano | 18 | Integralna konstanta PI regulatorja |
| LIMIT_IN | Vnos | Podpisano | 18 | Omejitev za PI regulator |
| THETA_FACTOR_IN | Vnos | Podpisano | 18 | Theta faktor za theta integracijo. |
| I_DATA_OUT | Izhod | Podpisano | 16 | V fazi / realni izhod podatkov |
| Q_DATA_OUT | Izhod | Podpisano | 16 | Kvadraturni / imaginarni izhod podatkov |
| THETA_OUT | Izhod | Podpisano | 10 | Izračunani Theta indeks (0-1023) za preverjanje |
| PI_OUT | Izhod | Podpisano | 18 | PI izhod |
Časovni diagrami
Ta razdelek obravnava časovni diagram Costas Loop.
Naslednja slika prikazuje časovni diagram Costas Loop.
Slika 3-1. Časovni diagram zanke Costas
Testna miza
Enotna preskusna naprava se uporablja za preverjanje in preizkušanje Costas Loop, imenovana kot uporabniška preskusna naprava. Za preverjanje delovanja Costas Loop IP je na voljo preskusna naprava.
Simulacijske vrstice
Za simulacijo jedra s preskusno napravo izvedite naslednje korake:
- Odprite aplikacijo Libero SoC, kliknite zavihek Catalog, razširite Solutions-Wireless, dvokliknite COSTAS LOOP in nato kliknite OK. Dokumentacija, povezana z naslovom IP, je navedena pod dokumentacijo.
Pomembno: Če ne vidite zavihka Katalog, se pomaknite do View > meni Windows in kliknite Katalog, da postane viden.
Slika 4-1. Costas Loop IP Core v katalogu Libero SoC
- Konfigurirajte IP glede na vaše zahteve.
Slika 4-2. GUI konfiguratorja
Povišajte vse signale na najvišjo raven in ustvarite dizajn - Na zavihku Hierarhija dražljajev kliknite Zgradi hierarhijo.
Slika 4-3. Zgradite hierarhijo
- Na zavihku Hierarhija dražljajev z desno miškino tipko kliknite preskusno napravo (Costas loop bevy), pokažite na Simuliraj sedanji dizajn in nato kliknite Odpri interaktivno
Slika 4-4. Simulacija zasnove pred sintezo
ModelSim se odpre s preskusno mizo file, kot je prikazano na naslednji sliki.
Slika 4-5. Simulacijsko okno ModelSim
Pomembno: Če je simulacija prekinjena zaradi omejitve izvajalnega časa, določene v datoteki .do file, uporabite ukaz run -all za dokončanje simulacije
Zgodovina revizij
Zgodovina revizij opisuje spremembe, ki so bile izvedene v dokumentu. Spremembe so navedene po reviziji, začenši z najnovejšo objavo.
Tabela 5-1. pregled zgodovine
| Revizija | Datum | Opis |
| A | 03/2023 | Začetna izdaja |
Podpora za Microchip FPGA
Skupina izdelkov Microchip FPGA podpira svoje izdelke z različnimi podpornimi storitvami, vključno s službo za stranke,
Center za tehnično podporo strankam, a webspletno mesto in prodajne pisarne po vsem svetu. Strankam priporočamo obisk
Spletne vire Microchip, preden se obrnete na podporo, saj je zelo verjetno, da so njihove poizvedbe že bile
odgovoril.
Obrnite se na center za tehnično podporo prek webspletno mesto na www.microchip.com/support. Omenite napravo FPGA
Številka dela, izberite ustrezno kategorijo ohišja in naložite dizajn files med ustvarjanjem primera tehnične podpore.
Obrnite se na službo za stranke za netehnično podporo za izdelke, kot so cene izdelkov, nadgradnje izdelkov, posodobitve
informacije, status naročila in avtorizacijo.
- Iz Severne Amerike, pokličite 800.262.1060
- Iz preostalega sveta pokličite 650.318.4460
- Faks, od koder koli na svetu, 650.318.8044
Informacije o mikročipu
mikročip Webmesto
Microchip nudi spletno podporo prek našega webspletno mesto na www.microchip.com/. to webspletno mesto se uporablja za izdelavo files in
strankam lahko dostopne informacije. Nekatere razpoložljive vsebine vključujejo:
- Podpora za izdelke – Podatkovni listi in napake, opombe o uporabi in sampprogrami, oblikovalski viri, uporabniški priročniki in podporni dokumenti strojne opreme, najnovejše izdaje programske opreme in arhivirana programska oprema
- Splošna tehnična podpora – Pogosto zastavljena vprašanja (FAQ), zahteve za tehnično podporo, spletne razpravne skupine, seznam članov partnerskega programa Microchip design
- Podjetje Microchip – Vodniki za izbiro in naročanje izdelkov, najnovejša sporočila za javnost podjetja Microchip, seznam seminarjev in dogodkov, seznami prodajnih pisarn podjetja Microchip, distributerjev in predstavnikov tovarn
Storitev obveščanja o spremembi izdelka
Microchipova storitev obveščanja o spremembah izdelkov pomaga strankam obveščati o izdelkih Microchip. Naročniki bodo prejeli e-poštno obvestilo vsakič, ko pride do sprememb, posodobitev, revizij ali napak v zvezi z določeno družino izdelkov ali razvojnim orodjem, ki jih zanima.
Za registracijo pojdite na www.microchip.com/pcn in sledite navodilom za registracijo.
Podpora uporabnikom
Uporabniki izdelkov Microchip lahko prejmejo pomoč prek več kanalov:
- Distributer ali zastopnik
- Lokalna prodajna pisarna
- Inženir za vgrajene rešitve (ESE)
- Tehnična podpora
Stranke naj se za podporo obrnejo na svojega distributerja, predstavnika ali ESE. Strankam so na voljo tudi lokalne prodajne pisarne. Seznam prodajnih pisarn in lokacij je vključen v ta dokument.
Tehnična podpora je na voljo prek webspletno mesto na: www.microchip.com/support
Funkcija zaščite kode Microchip Devices
Upoštevajte naslednje podrobnosti funkcije zaščite kode na izdelkih Microchip:
- Izdelki Microchip izpolnjujejo specifikacije v njihovem posebnem podatkovnem listu Microchip.
- Microchip verjame, da je njegova družina izdelkov varna, če se uporablja na predviden način, v okviru operativnih specifikacij in v normalnih pogojih.
- Microchip ceni in agresivno ščiti svoje pravice intelektualne lastnine. Poskusi kršitve zaščitnih funkcij kode izdelka Microchip so strogo prepovedani in lahko kršijo Zakon o elektronskih avtorskih pravicah.
- Niti Microchip niti kateri koli drug proizvajalec polprevodnikov ne more jamčiti za varnost svoje kode. Zaščita kode ne pomeni, da jamčimo, da je izdelek "nezlomljiv". Zaščita kode se nenehno razvija. Microchip je zavezan nenehnemu izboljševanju funkcij zaščite kode naših izdelkov
Pravno obvestilo
To publikacijo in informacije v njej je dovoljeno uporabljati samo z izdelki Microchip, vključno z načrtovanjem, testiranjem,
in integrirajte izdelke Microchip s svojo aplikacijo. Uporaba teh informacij na kakršen koli drug način krši te
pogoji. Informacije o aplikacijah naprave so na voljo samo za vaše udobje in jih je mogoče nadomestiti
po posodobitvah. Vaša odgovornost je zagotoviti, da vaša aplikacija ustreza vašim specifikacijam. Obrnite se na svojega
lokalni prodajni pisarni Microchip za dodatno podporo ali pridobite dodatno podporo pri www.microchip.com/en us/support/ design-help/client-support-services.
TE INFORMACIJE ZAGOTAVLJA MICROCHIP "TAKŠNE, KOT SO". MICROCHIP NE DAJE NOBENIH IZJAV ALI JAMSTEV KAKRŠNE KOLI VRSTE, BODISI IZRECNIH ALI POSREDNIH, PISNIH ALI USTNIH, ZAKONSKIH ALI DRUGAČEH, POVEZANIH Z INFORMACIJAMI, VKLJUČNO, VENDAR NE OMEJENO NA KAKRŠNE KOLI POSREDNE JAMSTVA O NEKRŠITVI, PRIMERNOST ZA PRODAJO IN PRIMERNOST ZA DOLOČEN NAMEN ALI GARANCIJE, POVEZANE Z NJEGOVIM STANJEM, KAKOVOSTJO ALI ZMOGLJIVOSTJO.
MICROCHIP V NOBENEM PRIMERU NE BO ODGOVOREN ZA KAKRŠNO KOLI POSREDNO, POSEBNO, KAZNOVALNO, NAKLJUČNO ALI POSLEDIČNO IZGUBO, ŠKODO, STROŠKE ALI IZDATKE KAKRŠNEKOLI VRSTE, POVEZANE Z INFORMACIJAMI ALI NJIHOVO UPORABO, NE glede na to, KI SO POVZROČENI, TUDI ČE MICROCHIP JE BIL OBVEŠČEN O MOŽNOSTI ALI JE ŠKODA PREDVIDLJIVA. V NAJBOLJŠEM MERU, KI GA DOVOLJUJE ZAKON, SKUPNA ODGOVORNOST MICROCHIPA ZA VSE ZAHTEVKE, KAKRŠNOLI POVEZANE Z INFORMACIJO ALI NJENO UPORABO, NE BO PRESEGALA ZNESKA PRISTOJBIN, ČE OBSTAJAJO, KI STE GA PLAČALI NEPOSREDNO MICROCHIPU ZA INFORMACIJO.
Uporaba naprav Microchip v aplikacijah za vzdrževanje življenja in/ali varnost je v celoti na kupčevo tveganje in kupec se strinja, da bo branil, odškodoval in zaščitil Microchip pred kakršno koli škodo, zahtevki, tožbami ali stroški, ki so posledica takšne uporabe. Nobene licence se ne posredujejo, implicitno ali kako drugače, v okviru pravic intelektualne lastnine družbe Microchip, razen če je navedeno drugače.
Sistem vodenja kakovosti
Za informacije o Microchipovih sistemih vodenja kakovosti obiščite www.microchip.com/quality.
Prodaja in servis po vsem svetu
| AMERIKE | AZIJA/PACIFIK | AZIJA/PACIFIK | EVROPA |
| Poslovni urad2355 West Chandler Blvd. Chandler, AZ 85224-6199Tel.: 480-792-7200Faks: 480-792-7277Tehnična podpora: www.microchip.com/support Web Naslov: 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.: 630-285-0071 Faks: 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.: 408-735-9110 Tel.: 408-436-4270Kanada – Toronto Tel.: 905-695-1980Faks: 905-695-2078 | Avstralija – Sydney Tel.: 61-2-9868-6733Kitajska – Peking Tel.: 86-10-8569-7000Kitajska – Chengdu Tel.: 86-28-8665-5511Kitajska - Chongqing Tel.: 86-23-8980-9588Kitajska – Dongguan Tel.: 86-769-8702-9880Kitajska – Guangzhou Tel.: 86-20-8755-8029Kitajska – Hangzhou Tel.: 86-571-8792-8115Kitajska – Hong Kong SAR Tel.: 852-2943-5100Kitajska - Nanjing Tel.: 86-25-8473-2460Kitajska – Qingdao Tel.: 86-532-8502-7355Kitajska – Šanghaj Tel.: 86-21-3326-8000Kitajska – Shenyang Tel.: 86-24-2334-2829Kitajska – Shenzhen Tel.: 86-755-8864-2200Kitajska – Suzhou Tel.: 86-186-6233-1526Kitajska – Wuhan Tel.: 86-27-5980-5300Kitajska – Xian Tel.: 86-29-8833-7252Kitajska - Xiamen Tel.: 86-592-2388138Kitajska - Zhuhai Tel.: 86-756-3210040 | Indija – Bangalore Tel.: 91-80-3090-4444Indija – New Delhi Tel.: 91-11-4160-8631Indija - Puna Tel.: 91-20-4121-0141Japonska – Osaka Tel.: 81-6-6152-7160Japonska – Tokio Tel: 81-3-6880-3770Koreja – Daegu Tel.: 82-53-744-4301Koreja – Seul Tel.: 82-2-554-7200Malezija - Kuala Lumpur Tel.: 60-3-7651-7906Malezija – Penang Tel.: 60-4-227-8870Filipini – Manila Tel.: 63-2-634-9065SingapurTel.: 65-6334-8870Tajvan – Hsin Chu Tel.: 886-3-577-8366Tajvan - Kaohsiung Tel.: 886-7-213-7830Tajvan – Tajpej Tel.: 886-2-2508-8600Tajska – Bangkok Tel.: 66-2-694-1351Vietnam – Ho Chi Minh Tel.: 84-28-5448-2100 | Avstrija – Wels Tel: 43-7242-2244-39Fax: 43-7242-2244-393Danska – Kopenhagen Tel: 45-4485-5910Fax: 45-4485-2829Finska – Espoo Tel.: 358-9-4520-820Francija – Pariz Tel: 33-1-69-53-63-20Fax: 33-1-69-30-90-79Nemčija – Garching Tel.: 49-8931-9700Nemčija – Haan Tel.: 49-2129-3766400Nemčija – Heilbronn Tel.: 49-7131-72400Nemčija – Karlsruhe Tel.: 49-721-625370Nemčija – München Tel: 49-89-627-144-0Fax: 49-89-627-144-44Nemčija – Rosenheim Tel.: 49-8031-354-560Izrael – Ra'anana Tel.: 972-9-744-7705Italija – Milano Tel: 39-0331-742611Fax: 39-0331-466781Italija – Padova Tel.: 39-049-7625286Nizozemska – Drunen Tel: 31-416-690399Fax: 31-416-690340Norveška – Trondheim Tel: 47-72884388Poljska – Varšava Tel.: 48-22-3325737Romunija – Bukarešta Tel: 40-21-407-87-50Španija - Madrid Tel: 34-91-708-08-90Fax: 34-91-708-08-91Švedska – Göteborg Tel: 46-31-704-60-40Švedska – Stockholm Tel.: 46-8-5090-4654Velika Britanija – Wokingham Tel: 44-118-921-5800Fax: 44-118-921-5820 |
Dokumenti / Viri
 |
MICROCHIP Costas Loop Management [pdf] Uporabniški priročnik Costas Loop Management, Loop Management, Management |