主要内容

5 g NR MIB恢复使用Xilinx RFSoC设备

这个示例使用:

开放的例子

这个例子展示了如何模拟和部署5 g NR MIB恢复算法在仿真软件®使用一个SoC Blockset™实现针对Xilinx®Zynq®UltraScale +™金宝appRFSoC ZCU111评估板。使用这个示例,您可以恢复,解调主同步信号(PSS)和辅助同步信号(SSS)和解码的MIB报告5 g NR波形,模拟细胞序列搜索控制算法运行在一个处理器,而与细胞搜索硬件交互算法。在模拟中,可以微调并验证控制器的处理器和硬件算法在FPGA系统在实现它们的硬件水平。

金宝app支持的硬件平台

  • Xilinx Zynq UltraScale + RFSoC ZCU111评估装备+ XM500变压器卡+带通滤波器:3000 - 4300 MHz

设计任务和系统规范

在这个例子中,设计的任务是构建5 g的无线通信系统应用程序和实施系统在Xilinx RFSoC设备。手机搜索和MIB恢复算法在本例中是NR细胞搜索和MIB的恢复算法NR HDL下行接收MATLAB参考(无线HDL工具箱)的例子。这个图展示了细胞的概念概述搜索和MIB恢复算法。

  • 党卫军块探测器和SS块译码器执行所有高速信号处理任务所需探测、解调和解码5 g NR同步信号块(单边带)。这使得这些部分适合FPGA上实现可编程逻辑(PL)。实现学生在PL块探测器和SS块译码器,这个例子使用仿真软件®硬件的模型金宝appNR HDL细胞搜索(无线HDL工具箱)和NR HDL MIB复苏(无线HDL工具箱)参考示例,分别。

  • 搜索控制器坐标检测器和译码器硬件核心的操作和运行速度较低,使搜索控制器适合于软件实现集成的胳膊上®处理系统(PS)。对于软件实现,这个示例使用搜索控制器算法中描述NR HDL下行接收MATLAB参考(无线HDL工具箱)的例子。

系统规范

  • 5 g射频载波频率:3560 MHz

  • 细胞搜索接收算法采样率:61.44议员

设计采用SoC Blockset

创建一个SoC模型soc_5GNRMIBRecovery_top作为顶级模型并设置硬件板Xilinx Zynq UltraScale + RFSoC ZCU111评估工具。这个模型包括FPGA模型soc_5GNRMIBRecovery_fpga和处理器模型soc_5GNRMIBRecovery_proc,实例化模型引用。顶部模型还包括软件和软件AXI4-Stream AXI4-Stream块FPGA之间共享的外部存储器和处理器。

open_system (“soc_5GNRMIBRecovery_top”)

close_system (“soc_5GNRMIBRecovery_top”)

创建一个SoC模型soc_5GNRMIBRecovery_hwtop高级模型的仿真硬件算法与静态配置。这个模型包括FPGA模型soc_5GNRMIBRecovery_fpga。

open_system (“soc_5GNRMIBRecovery_hwtop”)

close_system (“soc_5GNRMIBRecovery_hwtop”)

射频数据转换器配置

RFSoC设备有其射频数据转换器连接到可编程序逻辑。配置ADC和DAC设置,使用射频数据转换器(RFDC)块。块Xilinx射频数据转换器提供了一个接口IP无线系统在仿真软件建模一个注定Xilinx RFSoC设备上实现。金宝app

以满足系统需求的3560 MHz 5 g射频载波频率和61.44议员基带采样率,配置射频数据转换器块根据这些值。ADC和DAC搅拌机NCO频率设置为3.560 GHz和采样率设置为3932.16 m / s的ADC和DAC,你必须选择的值插值模式(xN),大量毁灭模式(xN),样品每个时钟周期参数,有效的时钟周期(采样率)无线算法FPGA是可取的价值和对于这个示例:61.44议员。这是计算并显示在块面具流时钟频率(MHz)参数后单击应用。设置大量毁灭模式(xN)参数8采样率大量毁灭后是491.52 m / s的,那么有效。让时钟周期(基带采样率)61.44议员,设置样品每个时钟周期参数8。类似地,组插值模式(xN)参数8和样品每个时钟周期参数8在DAC选项卡。这将意味着流的时钟频率3932.16 / (8 * 8)= 61.44 MHz。

硬件逻辑设计

FPGA模型soc_5GNRMIBRecovery_fpga包含三个子系统:传输重复,矢量插值(这是连接到的DAC部分RFDC块),和5 g细胞搜索获得(这是连接到ADC RFDC块)的一部分。

open_system (“soc_5GNRMIBRecovery_fpga”)

close_system (“soc_5GNRMIBRecovery_fpga”)

在5 g细胞搜索获得子系统,向量杀害多人者块接收到八个样本为128位。向量杀害多人者块使得输入向量由八和发送样品5 g细胞搜索获得子系统。向量杀害多人者后的采样率是61.44议员,如预期的5 g细胞搜索算法的处理。5 g细胞的完整设计搜索和MIB恢复算法,看到NR HDL细胞搜索(无线HDL工具箱)和NR HDL MIB复苏(无线HDL工具箱)引用的例子是模型。细胞搜索算法发送PSS报告作为流数据搜索控制器通过记忆在处理器上运行。

提供一个测试5 g NR波形,建立一个发射机,读取数据样本块RAM和发送RFDC DAC的部分。数据样本的处理系统使用的处理器使用数据路径DDR内存。向量插值块篡改输入样本重复传输子系统由八(491.52议员)和发送8个样本的向量。所有八个样品装在128位AXI-Stream数据和发送到DAC。这图显示了采样率在FPGA传输和接收路径流动。

在接收路径,矢量杀害多人者块接收了八个样本的采样率为491.52 m / s的一个射频数据转换器块。向量杀害多人者使得输入向量样本由八块并将细胞搜索接收器。向量杀害多人者后的采样率是61.44议员所预期的细胞搜索接收机的处理。细胞搜索接收机将处理过的数据发送到处理器样品时间为61.44 MHz。在传输路径、处理器写5 g FPGA测试波形样本块RAM采样率为61.44 m / s的,。块RAM不断发送样品到射频数据转换器通过使用向量插值块传输重复逻辑。向量插值由八块篡改输入样本(491.52议员)和发送射频数据转换器块作为一个向量的八个样本。

处理器逻辑设计

包含一个处理器逻辑编写任务,阅读任务,定期任务。周期性的任务是一个定时器驱动型可与一个周期时间的1 e - 3在任务管理器中定义的。周期性任务驱动细胞块搜索控制器。细胞搜索控制器块配置和控制硬件算法通过AXI4-Lite寄存器根据接收到的地位AXI4-Lite读寄存器和流读接口。控制器提供了MATLAB的细胞搜索报告主机使用UDP块后检测到有效的PSS和瑞士。的UDP写PSSReport,UDP MIBReport,UDP写SSSReport子系统继电器PSS的报告,瑞士分别报告和MIB报告,主机在UDP协议。

阅读任务的到来是一个基于事件的任务由FPGA通过DDR内存中的数据。这些数据包括所需的信息生成PSS和瑞士报告,比如CellID和信噪比(信噪比)。处理器算法任务在任务管理器dataTask来标示块和被指定为事件驱动的任务。写的任务是一个基于事件的任务用于转移从处理器的FPGA测试波形。上述所有任务建模处理器算法包装子系统在处理器模型soc_5GNRMIBRecovery_proc和连接到任务管理器块在顶层。

open_system (“soc_5GNRMIBRecovery_proc”)

close_system (“soc_5GNRMIBRecovery_proc”)

主机模式

处理器发送PSS,瑞士和MIB报告主机通过以太网使用UDP写块。UDP的IP地址写块处理器模型应该配置为主机的IP地址。

这个接口模型运行在主机上显示了如何接收数据和报告到MATLAB工作区。您可以使用摇臂开关选择自动停止模型之间MIB后恢复或无限期地接收。

open_system (“soc_5GNRMIBRecovery_hostUDPReceive”)

close_system (“soc_5GNRMIBRecovery_hostUDPReceive”)

模拟

确认基本操作,您可以运行的硬件模型使用生成的5 g NR波形。你可以生成一个使用的波形nrhdlexamples.generateFR1SSBurstWaveform函数。模型调用这个函数初始化的回调函数和分配工作空间变量的波形burstWaveform。因为5 g细胞搜索获得子系统包含大量HDL-optimized块需要模拟使用纸浆包信号运行在高采样率,充分模拟可能需要一段时间。你可以找到党卫军的模拟块探测器和SS块译码器模型引用的功能NR HDL细胞搜索(无线HDL工具箱)和NR HDL MIB复苏(无线HDL工具箱)分别的例子。

您可以使用该硬件模型快速模拟使用测试工具并验证硬件的功能。硬件模型中的模型传输路径与通过射频接收机回送数据转换器,测试工具使用生成的5 g NR波形作为输入。你可以模拟模型在搜索或解调模式之间切换通过双击手动开关。在搜索模式下,模型达到硬件状态3检测到,这意味着PSS。搜索生成一个PSS对每个PSS检测报告。这些报告是在241条目和记录到MATLAB工作区。在解调模式中,模型达到州8单边带,表明是解调及其检测到瑞士。一旦模型达到硬件州8,该模型处理MIB和提供了MIB数据开始。模型还返回在241 - PSS报告。你可以模拟这个硬件模型静态配置。

如果你想看完整的硬件和软件模拟细胞的搜索算法和控制器动态配置多个频率搜索,运行5 g NR MIB恢复模型。看到发现PSS,解调,恢复MIB数据,该模型必须至少运行180毫秒。看到仿真数据监察监控硬件和软件状态信号。仿真数据检查员情节的进展细胞搜索算法包括启动和重新启动脉冲,赫兹的频率偏移和硬件(SS块检测器)状态。

PSS搜索操作完成,PSS发现,解调,并发现瑞士州清晰可见从硬件状态信号在上面的仿真数据检查员的阴谋。

看到PSS,瑞士报告和MIB报告数据的主机,主机运行模型,然后运行5 g NR MIB恢复模型。当主机接口模型成功运行,该模型显示接收到的信噪比(信噪比)的PSS,瑞士在dB的解码单元在单独的窗口ID和MIB数据。进行进一步的处理,该模型还出口三个timeseries变量MATLAB工作区:sll_pssReport,sl_sssReport和sl_mibReport。

实现和硬件上运行

硬件设置

连接SMA连接器和带通滤波器:3000 - 4300 MHz XM500变压器卡完成ADC和DAC之间的回路,根据这些联系。

DAC229_T1_CH0 (J7) ADC225_T1_CH0 (J2)。

实现SoC委员会支持的模型,使用金宝appSoC建设者工具。确保硬件板选项设置为Xilinx Zynq UltraScale + RFSoC ZCU111评估工具在系统芯片仿真软件将来发布的标签金宝app。

打开SoC建设者,点击配置、构建和部署。后SoC建设者工具打开时,遵循这些步骤。

  1. 在设置屏幕上,选择构建模型。点击下一个。

  2. 在选择构建操作屏幕上,选择为外部模式构建和负载。点击下一个。

  3. 在选择项目文件夹屏幕上,指定项目文件夹。点击下一个。

  4. 在检查硬件映射屏幕上,单击下一个。

  5. 在检查内存映射屏幕,查看内存映射,单击查看/编辑。点击下一个。

  6. 在验证模型屏幕,检查模型实现的兼容性,点击验证。点击下一个。

  7. 在构建模型屏幕上,构建模型,点击构建。外部壳打开当FPGA合成开始。点击下一个。

  8. 在连接硬件屏幕,与SoC测试主机的连接板,点击测试连接。去运行应用程序屏幕上,单击下一个。

FPGA合成往往超过30分钟才能完成。为了节省时间,您可以使用所提供的pregenerated比特流遵循这些步骤。

  • 关闭外部shell终止FPGA合成。

  • pregenerated比特流复制到项目文件夹通过输入这个命令在MATLAB命令提示符。

拷贝文件(fullfile (matlabshared.sup金宝appportpkg.getSupportPackageRoot,…“工具箱”,“soc”,“金宝appsupportpackages”,“xilinxsoc”,…“xilinxsocexamples”,“比特流”,…“soc_5GNRMIBRecovery_top-XilinxZynqUltraScale_RFSoCZCU111EvaluationKit.bit”),”。/ soc_prj ');

  • 加载pregenerated比特流和运行模型SoC董事会通过点击加载并运行。

有些文件被加载后,打开生成的软件模型。

通过点击运行模型在外部模式监视和优化。你可以控制仿真软件的配置模型。金宝app

你可以使用软件模型的仿真数据检查员监控的硬件和软件。仿真数据检查员情节的进展细胞搜索算法包括启动和重新启动脉冲,赫兹的频率偏移和硬件(SS块检测器)状态。

生成PSS,瑞士和MIB报告从硬件

主机运行模型的PSS,瑞士,和MIB报告。当主机接口模型成功运行,该模型显示了PSS的接收信噪比,瑞士在dB的解码单元在单独的窗口ID和MIB数据。进行进一步的处理,该模型还出口三个timeseries变量MATLAB工作区:sl_pssReport,sl_sssReport和sl_mibReport。

总结

这个例子显示了如何整合5 g NR MIB恢复算法在Xilinx ZCU111评估板使用SoC Blockset然后如何验证仿真和硬件的设计。实现复苏,解调PSS和瑞士符号和解码MIB报告5 g NR波形。

另请参阅

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