galileo-sdr-sim

https://github.com/harshadms/galileo-sdr-sim

GALILEO-SDR-SIM generates Galileo baseband signal data streams,
which can be converted to RF using software-defined radio (SDR) platforms.

Galileo E1B/C signal generation
Real time navigation message relay
Real time location update
USRP TX support
File sink

GPSJAM.org

Daily maps of GPS interference
https://gpsjam.org/

MMCMの追加

Namuru-Nanoでは、IF信号をサンプリングするクロックを6逓倍して
システムクロックとし、サンプリングクロックはenable信号にするという
少しトリッキーな実装をしています。

これは、オリジナルのNamaruのコードをできるだけ変更しないための
苦肉の策ですが、とりあえずこのままポートします。

Namuru-Nanoでは、システムクロックの生成にNios IIのPLLを使っていましたが、
ZynqではClocking Wizardを使って、MMCMを追加します。



クロック入力の周波数は、とりあえずNamuru-Nanoと同じ16.368MHzとし、
それを6逓倍した90.208MHzのシステムクロックと、そのままのenable信号を
出力します。







生成されたIPコアは、トップモジュールに組み込みます。
フロントエンドから供給されるサンプリング信号s_clkを入力とし、
システムクロックのclkと、enable信号のsample_clkを出力します。
MMCMのlocked信号も、basebandモジュールのリセット信号に追加しています。



次は、basebandモジュールをIP化して、AXIバスに繋げよう。

Namuru-NanoのIPコア

Namuru-NanoのbasebandのHDLをVivadoで合成してみると、当然、
AlteraのIPであるlpm_counterとlpm_shiftregが未定義とエラーが出ます。



lpm_counterは、Xilinx LogiCORE IPのbinary counterに置き換えられそうでしたので、
VivadoのIPカタログからbinary counterを開き、各種パラメータを設定します。

VivadoでのIPコアの使いかたは、こちらを参考にしました。
ACRi：FPGA をもっと活用するために IP コアを使ってみよう (2)

Binary CounterのComponent Nameは、Altera IPと同じlpm_counterにします。
Output Widthは24ビット、Loadableを有効にし、Count ModeはDOWNです。
Synchronous Clearも有効にします。





設定ダイアログのOKをクリックして閉じると、Generate Output Productsの
ダイアログが開きます。GenerateをクリックしてIPコアを合成します。



IPコアのモジュールが準備できたら、SourcesペインのIP Sourcesタブから、
テンプレートファイル（.veo）を開きます。



このインスタンス生成のテンプレートを、もとのソースコードにコピーして、
入出力ポートの信号を接続します。



一方、lpm_shiftregは、ちょうど置き換えれるようなIPが見当たりません。
そのため、こちらはモジュールのHDLコードを追加します。



これで、Run Synthesisを実行すると、errorもwarningもなしで、合成が完了します。



P.S. Binary Counterの設定画面を見ると、Final Count Valueが1からFFFFFEまでしか選べません。
0までカウントダウンしてくれないのでしょうか？それとも、Restrict Countを有効にしなければ、
0またはFFFFFFがFinal Count Valueになるのでしょうか？別途、テストベンチを組んで確かめよう。

P.P.S. 8ビットのBinary Counterを作成して、テストベンチで動作を確認してみました。
lpm_counterと同様に、loadされた値から0までカウントダウンしてくれるようです。

Namuru-Nanoの移植

10年以上も前に、NamuruのHDLコードをAlteraのDE0-Nano＋MAX2771の
組み合わせに移植しています。

https://blog.goo.ne.jp/osqzss/e/e088b635bc33084117b7e9606316a569

すっかり放置しており、細かなところを忘れていますが、HDLに関しては
ほぼこのままZynqベースのPocketGNSSに移植できるかと思います。

CPUがソフトコアのNios IIから、Zynq内蔵のARMに変わりますので、
バス回りは調整が必要です。FPGAに実装される相関器が汎用的に使えるよう、
相関器とCPUとのインターフェイスはSPIなどにした方が良いかもしれません。

オリジナルのNamuru-NanoのソースコードをGoogle Driveにソースコードを
アップしましたので、興味のある方は開発に参加してもらえると嬉しいです。

https://drive.google.com/drive/folders/141BSfAa7lHga43nRK0nXX9STol0DK0OE?usp=sharing

相関器

PocketGNSSに実装予定の相関器の構成を示します。
まずは、スタンダードにGPS L1 C/Aコードの相関器を組んで行きます。



ひとつの衛星の信号処理には、この相関器が2つ必要になります。
一方の相関器では、搬送波NCOによって同位相の搬送波レプリカが、
もう一方の相関器では直交位相の搬送波レプリカが生成されます。

P.S. 相関器は、オープンソースのNAMURUをベースに開発します。
DE0-Nanoに移植したのが10年以上前なのね。すっかり忘れている。

https://blog.goo.ne.jp/osqzss/e/e088b635bc33084117b7e9606316a569

Sバンドアンテナ

月測位受信機の動作試験に、同じSバンドのIRNSSの測位信号を使っています。
https://blog.goo.ne.jp/osqzss/e/be4923bfa13ada69975d047cee67b7e7

パッチアンテナがむき出しだったり、LNAの給電ラインを別途準備したりと、
屋外での実験には不便だったので、シェルに収められるSバンドアンテナ基板を
製作しました。





アンテナの裏側には、LNA、Sバンドフィルタ、給電回路を実装しています。



アンテナのシェルは、AliExpressで購入。
TNC－MCX変換アダプタを使って、アンテナのRFラインを引き出します。



見た目は良い感じ。はたして、ちゃんと受信してくれるのでしょうか。

PocketGNSS

PocketSDR＋FPGAの開発環境を整えるべく、まずは2つのMAX2771の中心周波数や
サンプリング周波数を設定できるようにします。基本的には↓と同じ。

https://blog.goo.ne.jp/osqzss/e/9beea46afd397912bbcebe5a57c8a14e



デフォルトのレジスタ値は、PocketSDRと同じにしています。



問題なくレジスタが設定できているようです。



開発のベースとなる環境は整ったので、次は相関器を実装して信号捕捉を目指します。
MATLAB/SimulinkのHDL Coderも試してみたい。

https://blog.goo.ne.jp/osqzss/e/8f2b39bbacd19d9d08f037cce23fd5de

P.S. ソースコードをGitHubで公開して行きたいのだけれども、Vivadoのプロジェクトや
Block Design、Vitisのプロジェクトをそれぞれバージョン管理する良い方法が分からない。

P.P.S. なひたふJTAG日記：Vivadoのプロジェクトをgitで管理する最小限は何か

http://nahitafu.cocolog-nifty.com/nahitafu/2019/05/post-60422b.html

Vitis IDE 応答なし

今度はVitisを起動してworkspaceを選んでも、「Vits IDE 応答なし」のまま
Vitis IDEが立ち上がらない。



原因不明だけれども、「eclipse.exe -clean」で解決するらしい。

https://marsee101.blog.fc2.com/blog-entry-5551.html

魔法の言葉、「vitis -eclipseargs -clean」でVitisを起動してworkspaceを選ぶと、
無事にVitis IDEが起動しました

Digilent Cable Driver

久しぶりにZybo Z7にbitstreamを書き込もうとしたら、ターゲットを認識してくれない。



原因が不明なので、Digilentのcable driverを再インストール。インストーラは↓で見つかります。

vivadoインストールフォルダ\data\xicom\cable_drivers\nt64\digilent\install_digilent.exe