MICROCHIP Costas Döngü Yönetimi Kullanım Kılavuzu
giriiş
Kablosuz iletimde Verici (Tx) ve Alıcı (Rx) mesafe ile ayrılır ve elektriksel olarak izole edilir. Hem Tx hem de Rx aynı frekansa ayarlanmış olsa da Tx ve Rx'te kullanılan osilatörler arasındaki ppm farkından dolayı taşıyıcı frekanslar arasında frekans kayması vardır. Frekans kayması, veri destekli veya veri destekli olmayan (kör) senkronizasyon yöntemleri kullanılarak telafi edilir.
Costas Döngüsü, taşıyıcı frekans ofseti telafisi için veri destekli olmayan PLL tabanlı bir yöntemdir. Costas döngülerinin birincil uygulaması kablosuz alıcılardır. Bunu kullanarak, Tx ve Rx arasındaki frekans kayması, pilot tonlar veya simgelerin yardımı olmadan telafi edilir. Costas Döngüsü, hata hesaplama bloğunda yapılan bir değişiklikle BPSK ve QPSK modülasyonları için uygulanır. Faz veya frekans senkronizasyonu için Costas Döngüsünün kullanılması, faz belirsizliğine neden olabilir ve bunun diferansiyel kodlama gibi tekniklerle düzeltilmesi gerekir.
Özet
Aşağıdaki tablo Costas Loop özelliklerinin bir özetini sunmaktadır.
Tablo 1. Costas Döngüsü özellikleri
| Çekirdek Sürüm | Bu belge Costas Loop v1.0 için geçerlidir. |
| Desteklenen Cihaz Aileleri |
|
| Desteklenen Alet Akış | Libero® SoC v12.0 veya sonraki sürümleri gerektirir. |
| Lisanslama | Costas Loop IP clear RTL, lisans kilitlidir ve şifrelenmiş RTL, herhangi bir Libero lisansıyla serbestçe kullanılabilir. Şifreli RTL: Çekirdek için eksiksiz şifrelenmiş RTL kodu sağlanarak çekirdeğin Akıllı Tasarım ile başlatılması sağlanır. Simülasyon, Sentez ve Düzen, Libero yazılımıyla gerçekleştirilebilir. RTL'yi temizle: Çekirdek ve test tezgahları için eksiksiz RTL kaynak kodu sağlanmıştır. |
Özellikler
Costas Loop aşağıdaki temel özelliklere sahiptir:
- BPSK ve QPSK modülasyonlarını destekler
- Geniş frekans aralığı için ayarlanabilir döngü parametreleri
Libero® Design Suite'te IP Core'un Uygulanması
IP çekirdeği Libero SoC yazılımının IP Kataloğuna kurulmalıdır. Bu, IP aracılığıyla otomatik olarak yüklenir
Libero SoC yazılımındaki katalog güncelleme işlevi veya IP çekirdeği katalogdan manuel olarak indirilir. Bir kere
IP çekirdeği Libero SoC yazılımı IP Kataloğuna yüklenir, çekirdek, Libero proje listesine dahil edilmek üzere Akıllı Tasarım aracı içinde yapılandırılır, oluşturulur ve örneklenir.
Cihaz Kullanımı ve Performansı
Aşağıdaki tablolarda Costas Loop için kullanılan cihaz kullanımı listelenmektedir.
Tablo 2. QPSK için Costas Döngü Kullanımı
| Cihaz Ayrıntıları | Kaynaklar | Performans (MHz) | RAM'ler | Matematik Blokları | Çip Küreselleri | |||
| Aile | Cihaz | LUT'lar | DFF | LSRAM | mikroSRAM | |||
| PolarFire® SoC | MPFS250T | 1256 | 197 | 200 | 0 | 0 | 6 | 0 |
| Kutup Ateşi | MPF300T | 1256 | 197 | 200 | 0 | 0 | 6 | 0 |
Tablo 3. BPSK için Costas Döngü Kullanımı
| Cihaz Ayrıntıları | Kaynaklar | Performans (MHz) | RAM'ler | Matematik Blokları | Çip Küreselleri | |||
| Aile | Cihaz | LUT'lar | DFF | LSRAM | mikroSRAM | |||
| PolarFire® SoC | MPFS250T | 1202 | 160 | 200 | 0 | 0 | 7 | 0 |
| Kutup Ateşi | MPF300T | 1202 | 160 | 200 | 0 | 0 | 7 | 0 |
Önemli:
- Bu tablodaki veriler, tipik sentez ve düzen ayarları kullanılarak yakalanır. CDR referans saati kaynağı, diğer yapılandırıcı değerleri değişmeden Ayrılmış olarak ayarlandı.
- Performans sayılarını elde etmek için zamanlama analizi yürütülürken saat 200 MHz ile sınırlandırılmıştır.
İşlevsel Açıklama
Bu bölümde Costas Loop'un uygulama ayrıntıları açıklanmaktadır.
Aşağıdaki şekil Costas Döngüsünün sistem düzeyinde blok diyagramını göstermektedir.
Şekil 1-1. Costas Döngüsünün Sistem Düzeyindeki Blok Diyagramı
Costas topunun girişi ve çıkışı arasındaki gecikme 11 saat döngüsüdür. THETA_OUT gecikmesi 10 saattir
döngüler. Kp (orantılılık sabiti), Ki (integral sabit), Theta faktörü ve LIMIT faktörü, gürültü ortamına ve tanıtılan frekans kaymasına göre sabitlenmelidir. Costas Loop'un kilitlenmesi, PLL işleminde olduğu gibi biraz zaman alır. Costas Loop'un ilk kilitlenme süresi sırasında bazı paketler kaybolabilir.
Mimarlık
Costas Döngüsünün uygulanması aşağıdaki dört bloğu gerektirir:
- Döngü Filtresi (bu uygulamada PI Denetleyicisi)
- Teta Jeneratörü
- Hata Hesaplaması
- vektör döndürme
Şekil 1-2. Costas Döngü Blok Şeması
Belirli bir modülasyon şemasının hatası, Vektör Döndürme Modülü kullanılarak döndürülen I ve Q değerlerine göre hesaplanır. PI kontrolörü frekansı hataya, oransal kazanç Kp'ye ve integral kazanç Ki'ye göre hesaplar. Maksimum frekans ofseti, PI denetleyicinin frekans çıkışı için bir sınır değer olarak ayarlanır. Theta Generator modülü entegrasyon yoluyla açıyı üretir. Teta faktörü girişi entegrasyonun eğimini belirler ve bağlıdır.
s'deampling saati. Theta Jeneratöründen üretilen açı, I ve Q giriş değerlerini döndürmek için kullanılır. Hata fonksiyonu modülasyon tipine özeldir. PI denetleyici sabit nokta formatında uygulandığından ölçeklendirme PI denetleyicinin oransal ve integral çıkışları üzerinde gerçekleştirilir.
Benzer şekilde teta entegrasyonu için ölçeklendirme uygulanır.
IP Çekirdek Parametreleri ve Arayüz Sinyalleri
Bu bölümde Costas Loop GUI yapılandırıcısındaki parametreler ve G/Ç sinyalleri anlatılmaktadır.
Yapılandırma Ayarları
Aşağıdaki tabloda Costas Loop'un donanım uygulamasında kullanılan yapılandırma parametrelerinin açıklaması listelenmektedir. Bunlar genel parametrelerdir ve uygulamanın ihtiyacına göre değişir.
Tablo 2-1. Yapılandırma Parametresi
| Sinyal Adı | Tanım |
| Modülasyon Türü | BPSK veya QPSK |
Giriş ve Çıkış Sinyalleri
Aşağıdaki tabloda Costas Loop'un giriş ve çıkış bağlantı noktaları listelenmektedir.
Tablo 2-2. Giriş ve Çıkış Sinyalleri
| Sinyal Adı | Yön | Sinyal Türü | Genişlik | Tanım |
| CLK_I | Giriş | — | 1 | Saat Sinyali |
| ARST_N_IN | Giriş | — | 1 | Aktif düşük asenkron sıfırlama sinyali |
| I_DATA_IN | Giriş | İmzalandı | 16 | Fazda / Gerçek veri girişi |
| Q_DATA_IN | Giriş | İmzalandı | 16 | Dördül / Hayali veri girişi |
| KP_IN | Giriş | İmzalandı | 18 | PI denetleyicinin orantısallık sabiti |
| KI_IN | Giriş | İmzalandı | 18 | PI denetleyicinin integral sabiti |
| LIMIT_IN | Giriş | İmzalandı | 18 | PI denetleyici limiti |
| THETA_FACTOR_IN | Giriş | İmzalandı | 18 | Teta entegrasyonu için teta faktörü. |
| I_DATA_OUT | Çıktı | İmzalandı | 16 | Fazda / Gerçek veri Çıkışı |
| Q_DATA_OUT | Çıktı | İmzalandı | 16 | Dördül / Hayali veri çıkışı |
| THETA_OUT | Çıktı | İmzalandı | 10 | Doğrulama için hesaplanan Theta indeksi (0-1023) |
| PI_ÇIKIŞI | Çıktı | İmzalandı | 18 | PI çıkışı |
Zamanlama Diyagramları
Bu bölümde Costas Loop zamanlama diyagramı anlatılmaktadır.
Aşağıdaki şekil Costas Loop'un zamanlama diyagramını göstermektedir.
Şekil 3-1. Costas Döngü Zamanlama Diyagramı
Test tezgahı
Kullanıcı test tezgahı olarak adlandırılan Costas Loop'u doğrulamak ve test etmek için birleşik bir test tezgahı kullanılır. Costas Loop IP'nin işlevselliğini kontrol etmek için test tezgahı sağlanmıştır.
Simülasyon Satırları
Test tezgahını kullanarak çekirdeği simüle etmek için aşağıdaki adımları gerçekleştirin:
- Libero SoC uygulamasını açın, Katalog sekmesine tıklayın, Çözümler-Kablosuz'u genişletin, COSTAS LOOP'a çift tıklayın ve ardından Tamam'a tıklayın. IP ile ilişkili belgeler Belgeler altında listelenir.
Önemli: Katalog sekmesini görmüyorsanız şuraya gidin: View > Windows menüsü ve görünür hale getirmek için Katalog'a tıklayın.
Şekil 4-1. Libero SoC Katalogunda Costas Loop IP Çekirdeği
- IP'yi ihtiyacınıza göre yapılandırın.
Şekil 4-2. Yapılandırıcı GUI'si
Tüm sinyalleri en üst seviyeye taşıyın ve tasarımı oluşturun - Uyaran Hiyerarşisi sekmesinde Hiyerarşi Oluştur'a tıklayın.
Şekil 4-3. Hiyerarşi Oluştur
- Uyaran Hiyerarşisi sekmesinde, test ortamına (Costas loop bevy) sağ tıklayın, Mevcut Tasarımı Simüle Et'in üzerine gelin ve ardından Etkileşimli Olarak Aç'a tıklayın.
Şekil 4-4. Sentez Öncesi Tasarımın Simülasyonu
ModelSim test tezgahı ile açılır file, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi.
Şekil 4-5. ModelSim Simülasyon Penceresi
Önemli: .do dosyasında belirtilen çalışma süresi sınırı nedeniyle simülasyon kesintiye uğrarsa filesimülasyonu tamamlamak için run -all komutunu kullanın
Revizyon Geçmişi
Revizyon geçmişi, belgede uygulanan değişiklikleri açıklar. Değişiklikler, en güncel yayından başlayarak revizyona göre listelenir.
Tablo 5-1. Revizyon Geçmişi
| Revizyon | Tarih | Tanım |
| A | 03/2023 | İlk sürüm |
Mikroçip FPGA Desteği
Microchip FPGA ürün grubu, ürünlerini Müşteri Hizmetleri dahil çeşitli destek hizmetleriyle desteklemektedir.
Müşteri Teknik Destek Merkezi, websitesi ve dünya çapındaki satış ofisleri. Müşterilerin ziyaret etmeleri önerilir
Destek ile iletişime geçmeden önce Microchip çevrimiçi kaynakları, çünkü sorgularının zaten alınmış olması muhtemeldir.
cevaplandı.
aracılığıyla Teknik Destek Merkezi ile iletişime geçin. websitede www.microchip.com/support. FPGA Cihazından Bahsetme
Parça numarası, uygun vaka kategorisini seçin ve tasarımı yükleyin files teknik destek vakası oluştururken.
Ürün fiyatlandırması, ürün yükseltmeleri, güncelleme gibi teknik olmayan ürün desteği için Müşteri Hizmetleriyle iletişime geçin
bilgi, sipariş durumu ve yetkilendirme.
- Kuzey Amerika'dan arayın 800.262.1060
- Dünyanın geri kalanından arayın 650.318.4460
- Faks, dünyanın her yerinden, 650.318.8044
Mikroçip Bilgileri
mikroçip Webalan
Microchip, çevrimiçi desteği şu şekilde sağlar: websitede www.microchip.com/. Bu website yapmak için kullanılır filekum
bilgilerin müşterilere kolayca ulaştırılması. Mevcut içeriklerden bazıları şunlardır:
- Ürün Desteği – Veri sayfaları ve hatalar, uygulama notları ve sampprogramlar, tasarım kaynakları, kullanıcı kılavuzları ve donanım destek belgeleri, en son yazılım sürümleri ve arşivlenmiş yazılımlar
- Genel Teknik Destek – Sık Sorulan Sorular (SSS), teknik destek talepleri, çevrimiçi tartışma grupları, Microchip tasarım iş ortağı programı üye listesi
- Mikroçip İşi – Ürün seçici ve sipariş kılavuzları, en son Microchip basın bültenleri, seminer ve etkinliklerin listesi, Microchip satış ofislerinin, distribütörlerinin ve fabrika temsilcilerinin listeleri
Ürün Değişiklik Bildirim Hizmeti
Microchip'in ürün değişikliği bildirim hizmeti, müşterilerin Microchip ürünleri konusunda güncel kalmasına yardımcı olur. Aboneler, belirli bir ürün ailesi veya ilgili geliştirme aracıyla ilgili değişiklikler, güncellemeler, revizyonlar veya hatalar olduğunda e-posta bildirimi alacaklardır.
Kayıt olmak için şuraya gidin: www.microchip.com/pcn'ye girin ve kayıt talimatlarını izleyin.
Müşteri Desteği
Microchip ürünlerini kullananlar çeşitli kanallardan yardım alabilirler:
- Distribütör veya Temsilci
- Yerel Satış Ofisi
- Gömülü Çözümler Mühendisi (ESE)
- Teknik Destek
Müşteriler destek için distribütörleri, temsilcileri veya ESE ile iletişime geçmelidir. Müşterilere yardımcı olmak için yerel satış ofisleri de mevcuttur. Satış ofisleri ve lokasyonların bir listesi bu belgede yer almaktadır.
Teknik destek şu şekilde sağlanmaktadır: website şu adreste: www.microchip.com/support
Mikroçip Cihazları Kod Koruma Özelliği
Microchip ürünlerindeki kod koruma özelliğinin aşağıdaki ayrıntılarına dikkat edin:
- Mikroçip ürünleri, kendilerine ait Mikroçip Veri Sayfasında yer alan teknik özelliklere uygundur.
- Microchip, ürün ailesinin, amaçlanan şekilde, çalışma özellikleri dahilinde ve normal koşullar altında kullanıldığında güvenli olduğuna inanmaktadır.
- Mikroçip, fikri mülkiyet haklarına değer verir ve agresif bir şekilde korur. Microchip ürününün kod koruma özelliklerini ihlal etmeye çalışmak kesinlikle yasaktır ve Dijital Binyıl Telif Hakkı Yasası'nı ihlal edebilir.
- Ne Microchip ne de başka bir yarı iletken üreticisi, kodunun güvenliğini garanti edemez. Kod koruması, ürünün "kırılmaz" olduğunu garanti ettiğimiz anlamına gelmez. Kod koruması sürekli gelişmektedir. Microchip, ürünlerimizin kod koruma özelliklerini sürekli olarak iyileştirmeye kendini adamıştır.
Yasal Uyarı
Bu yayın ve buradaki bilgiler yalnızca Microchip ürünleriyle birlikte tasarım, test etme,
ve Microchip ürünlerini uygulamanıza entegre edin. Bu bilgilerin başka herhangi bir şekilde kullanılması bu şartları ihlal eder
şartlar. Cihaz uygulamalarına ilişkin bilgiler yalnızca size kolaylık sağlamak amacıyla sağlanmıştır ve bunların yerine geçebilir
güncellemeler yoluyla. Uygulamanızın spesifikasyonlarınıza uygun olmasını sağlamak sizin sorumluluğunuzdadır. Temas kurun
Ek destek için yerel Microchip satış ofisinden veya şu adresten ek destek alın: www.microchip.com/en us/support/design-help/client-support-services.
BU BİLGİLER MICROCHIP TARAFINDAN "OLDUĞU GİBİ" SAĞLANMAKTADIR. MICROCHIP, İHLAL ETMEME, TİCARİ ELVERİŞLİLİK VE BELİRLİ BİR AMACA UYGUNLUK GARANTİLERİ VEYA DURUMU, KALİTESİ VEYA PERFORMANSI İLE İLGİLİ GARANTİLER DAHİL ANCAK BUNLARLA SINIRLI OLMAMAK ÜZERE, AÇIK VEYA ZIMNİ, YAZILI VEYA SÖZLÜ, YASAL VEYA BAŞKA BİR ŞEKİLDE, BİLGİLERLE İLGİLİ HİÇBİR BEYANAT VEYA GARANTİ VERMEZ.
MICROCHIP, HİÇBİR DURUMDA, BİLGİLERLE YA DA KULLANIMLARIYLA İLGİLİ OLARAK, HERHANGİ BİR DOLAYLI, ÖZEL, CEZAİ, ARIZİ YA DA SONUÇ OLARAK OLUŞAN KAYIP, HASAR, MALİYET YA DA GİDERDEN, NASIL OLUŞURSA OLSUN, MICROCHIP'E OLASILIKTAN HABERDAR EDİLMİŞ OLSA YA DA HASARLAR ÖNGÖRÜLEBİLİR OLSA BİLE, SORUMLU TUTULAMAZ. YASALARIN İZİN VERDİĞİ AZAMİ ÖLÇÜDE, MICROCHIP'İN BİLGİLERLE YA DA KULLANIMLARIYLA İLGİLİ HERHANGİ BİR ŞEKİLDEKİ TÜM TALEPLERDEKİ TOPLAM SORUMLULUĞU, VARSA, BİLGİLER İÇİN MICROCHIP'E DOĞRUDAN ÖDEDİĞİNİZ ÜCRET TUTARINI AŞMAYACAKTIR.
Microchip cihazlarının yaşam desteği ve/veya güvenlik uygulamalarında kullanımı tamamen alıcının riski altındadır ve alıcı, Microchip'i bu tür kullanımdan kaynaklanan her türlü hasar, talep, dava veya masraftan korumayı, tazmin etmeyi ve savunmayı kabul eder. Aksi belirtilmediği sürece, Microchip fikri mülkiyet hakları kapsamında hiçbir lisans, örtük veya başka bir şekilde devredilmez.
Kalite Yönetim Sistemi
Microchip'in Kalite Yönetim Sistemleri hakkında bilgi edinmek için lütfen şu adresi ziyaret edin: www.microchip.com/quality.
Dünya Çapında Satış ve Servis
| AMERİKALAR | ASYA/PASİFİK | ASYA/PASİFİK | AVRUPA |
| Kurumsal Ofis2355 Batı Chandler Bulvarı. Chandler, AZ 85224-6199Tel: 480-792-7200Faks: 480-792-7277Teknik Destek: www.microchip.com/support Web Adres: www.microchip.com atlanta Duluth, GA Tel: 678-957-9614Faks: 678-957-1455Austin, Teksas Telefon: 512-257-3370Boston Westborough, MA Tel: 774-760-0087Faks: 774-760-0088ChicagoItasca, IL Tel: 630-285-0071Faks: 630-285-0075DallasAddison, Teksas Tel: 972-818-7423Faks: 972-818-2924DetroitNovi, MI Tel: 248-848-4000Houston, Teksas Telefon: 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, Kuzey Karolina Telefon: 919-844-7510New York, New York Telefon: 631-435-6000San Jose, Kaliforniya Tel: 408-735-9110Tel: 408-436-4270Kanada – Toronto Tel: 905-695-1980Faks: 905-695-2078 | Avustralya – Sidney Telefon: 61-2-9868-6733Çin – Pekin Telefon: 86-10-8569-7000Çin – Çengdu Telefon: 86-28-8665-5511Çin – Çongçing Telefon: 86-23-8980-9588Çin – Dongguan Telefon: 86-769-8702-9880Çin – Guangzhou Telefon: 86-20-8755-8029Çin – Hangzhou Telefon: 86-571-8792-8115Çin – Hong Kong Özel İdari Bölgesi Telefon: 852-2943-5100Çin – Nanjing Telefon: 86-25-8473-2460Çin – Qingdao Telefon: 86-532-8502-7355Çin – Şanghay Telefon: 86-21-3326-8000Çin – Shenyang Telefon: 86-24-2334-2829Çin – Shenzhen Telefon: 86-755-8864-2200Çin – Suzhou Telefon: 86-186-6233-1526Çin – Vuhan Telefon: 86-27-5980-5300Çin – Xian Telefon: 86-29-8833-7252Çin – Xiamen Telefon: 86-592-2388138Çin – Zhuhai Telefon: 86-756-3210040 | Hindistan – Bangalore Telefon: 91-80-3090-4444Hindistan – Yeni Delhi Telefon: 91-11-4160-8631Hindistan – Pune Telefon: 91-20-4121-0141Japonya – Osaka Telefon: 81-6-6152-7160Japonya – Tokyo Tel: 81-3-6880-3770Kore – Daegu Telefon: 82-53-744-4301Kore – Seul Telefon: 82-2-554-7200Malezya – Kuala Lumpur Telefon: 60-3-7651-7906Malezya – Penang Telefon: 60-4-227-8870Filipinler – Manila Telefon: 63-2-634-9065SingapurTelefon: 65-6334-8870Tayvan – Hsin Chu Telefon: 886-3-577-8366Tayvan – Kaohsiung Telefon: 886-7-213-7830Tayvan – Taipei Telefon: 886-2-2508-8600Tayland – Bangkok Telefon: 66-2-694-1351Vietnam – Ho Chi Minh Telefon: 84-28-5448-2100 | Avusturya – Wels Tel: 43-7242-2244-39Fax: 43-7242-2244-393Danimarka – Kopenhag Tel: 45-4485-5910Fax: 45-4485-2829Finlandiya – Espoo Telefon: 358-9-4520-820Fransa – Paris Tel: 33-1-69-53-63-20Fax: 33-1-69-30-90-79Almanya – Garching Telefon: 49-8931-9700Almanya – Haan Telefon: 49-2129-3766400Almanya – Heilbronn Telefon: 49-7131-72400Almanya – Karlsruhe Telefon: 49-721-625370Almanya – Münih Tel: 49-89-627-144-0Fax: 49-89-627-144-44Almanya – Rosenheim Telefon: 49-8031-354-560İsrail – Ra'anana Telefon: 972-9-744-7705İtalya – Milano Tel: 39-0331-742611Fax: 39-0331-466781İtalya – Padova Telefon: 39-049-7625286Hollanda – Drunen Tel: 31-416-690399Fax: 31-416-690340Norveç – Trondheim Tel: 47-72884388Polonya – Varşova Telefon: 48-22-3325737Romanya – Bükreş Tel: 40-21-407-87-50İspanya – Madrid Tel: 34-91-708-08-90Fax: 34-91-708-08-91İsveç – Göteborg Tel: 46-31-704-60-40İsveç – Stokholm Telefon: 46-8-5090-4654Birleşik Krallık – Wokingham Tel: 44-118-921-5800Fax: 44-118-921-5820 |
Belgeler / Kaynaklar
 |
MICROCHIP Costas Döngü Yönetimi [pdf] Kullanıcı Kılavuzu Costas Döngü Yönetimi, Döngü Yönetimi, Yönetim |