一、板卡概述
基于XC7Z045+AD9361的雙收雙發無線電射頻板卡是基于Xilinx ZYNQ FPGA和ADI的無線收發芯片AD9361開發的專用功能板卡，用于4G小基站，無線圖傳，數據收發等領域。
二、板卡原理及功能
板卡使用XC7Z045 作為主處理器，包含Dual ARM Cortex-A9核處理器的嵌入式處理，PS端32bit 1GB容量DDR3存儲，1路RS232接口，1路USB接口1路10-100-1000網絡接口，PS端QSPI flash存儲，PS端SD卡，Emmc存儲；PL端64bit 2GB容量DDR3存儲，PL端擴展HDMI 輸出實現視頻顯示應用，PL端擴展9路I/O，4個LED指示燈。
PL端外擴AD9361芯片，AD9361是一款高集成度射頻(RF)、捷變收發器，提供雙通道發射器和接收器、集成式頻率合成器以及數字信號處理功能。這款IC具備多樣化的高性能和低功耗組合，FMC子卡為2路輸入，2路輸出的射頻收發卡，配合FPGA工作滿足3G、4G宏蜂窩時分雙工(TDD)和頻分雙工(FDD)基站應用要求。
板卡數字接口：
- ● PS 端32bit 1GB 容量 DDR3 存儲
- ● PS端RS232接口
- ● PS端USB接口
- ● PS端1路 10-100-1000 Mbps Ethernet (RGMII) 網絡接口
- ● PS端QSPI flash 存儲
- ● PS端 SD卡，Emmc存儲
- ● PL端32bit 1GB 容量DDR3 存儲
- ● PL端擴展HDMI 輸出實現視頻顯示應用
- ● PL端擴展16路 I/O， 4個LED指示燈
- ● PL端擴展1路10G SFP+光線接口
板卡模擬接口：
- ● 雙接收：RX1、RX2；雙發送：TX1、TX2；外部本振接口：EXT_LO；外部時鐘參考：REF_CLK_IN
- ● 集成12位DAC和ADC的RF 2 × 2收發器
- ● TX頻段：47 MHz至6.0 GHz
- ● RX頻段：70 MHz至6.0 GHz
- ● 支持TDD和FDD操作
- ● 可調諧通道帶寬：<200 kHz至56 MHz
- ● 雙通道接收器：6路差分或12路單端輸入
- ● 出色的接收器靈敏度，噪聲系數為2 dB (800 MHz LO)
- ● RX增益控制
- 實時監控和控制信號用于手動增益
- 獨立的自動增益控制
- ● 雙發射器：4路差分輸出
- ● 高線性度寬帶發射器
- TX EVM：≤−40 dB
- TX噪聲：≤−157 dBm/Hz本底噪聲
- TX監控器：動態范圍≥66 dB，精度=1 dB
- ● 集成式小數N分頻頻率合成器
- ● 2.4 Hz最大本振(LO)步長
- 板卡性能指標：
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No.
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Items
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Specifications
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Remark
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Tx
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1
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Frequency
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70~6000MHz
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2
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Bandwidth
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Up to 56 MHz
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real-time bandwidth, tunable
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3
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Transmission
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>5dBm
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CW
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4
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EVM
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<1.5%
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Typical:5dBm @20MHz bandwidth
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5
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Gain Control Range
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>80dB
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6
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Gain Step
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0.25 dB
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7
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ACLR
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< -45dBc
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@ 0dBm LTE output
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8
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Spurious
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TBD
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9
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SSB Suppression
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35dBc
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10
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LO Suppression
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50dBc
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11
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DAC Sample Rate (max)
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61.44MS/s
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12
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DAC Resolution
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12bits
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Rx
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1
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Frequency
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70~6000MHz
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2
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Bandwidth
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Up to 56 MHz
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real-time bandwidth, tunable
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3
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Sensitivity:
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-90dBm@20MHz
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Noise Figure < 8dB
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4
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EVM
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<1.5%
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@ -30dBm input
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5
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Gain Control Range
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>60dB
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6
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Gain Step
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1dB
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7
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Blocking
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TBD
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8
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Noise Figure
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<8db
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Maximum RX gain
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9
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IIP3 (@ typ NF)
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-25dBm
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10
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ADC Sample Rate (max)
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61.44MS/s
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11
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ADC Resolution
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12bits
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12
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ADC Wideband SFDR
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78dBc
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1
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Voltage
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3.3V
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2
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ON/OFF TIME
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<6us
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For TDD model
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3
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Duplexing Model
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TDD or FDD
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4
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W/ GPSDO Reference
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0.01ppb
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- 物理特性
- ● 尺寸：120x162.4mm；
- ● 工作溫度：工業級 -40℃～ +85℃。
三、軟件系統
參考ADI開發板官網全套軟件，固件程序芯片XC7Z100。
ARM linux 軟件和客戶端軟件一模一樣。
客戶開發主要考慮LibIIO API應用，客戶端應用，或者固件程序里面修改PL端的邏輯代碼，插入個性化算法應用。其中LibIIO API功能架構如下圖圖6所示。
圖6 LibIIO API功能架構圖
AD9361設備樹及驅動 SPI訪問，AD，DA訪問。
如上，2,3步驟 構建ZYNQ-7000 SOC內Ubuntu軟件運行環境。鏡像文件包括u-boot、內核、設備樹以及文件系統。
參考網頁：
https://wiki.analog.com/resources/tools-software/linux-software/iio_oscilloscope
軟件執行：
數據輸出，輸出支持單頻率，多頻和任意波形
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