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F/Wも大体安定してきたので、Pocket SDR 4CH × 2台使って、サポートしているGNSS全信号の受信。24 MHzサンプリング 1034 CH中 244 CH追尾でCPU負荷 34 % (Core i9 13900HX, 24C/32T, RAM 32 GB, ubuntu 24.04 LTS)。pocket_trkのオプションは以下の通り。-u はver. 0.12で追加するオプションで、USBデバイス (RF フロントエンド) から直接IFデータを入力する。サンプリング周波数、RF CH選択、IF周波数は自動で設定される。ノートPC (Core i7 1260P, 12C/16T, RAM 16 GB, Windows 11) ではメモリ不足で実行できなかった。
(1) pocket_trk -u -sig L1CA -prn 1-32,193-199,120-158 -sig L1S -prn 184-189 -sig G1CA -prn -7-6 -sig G1OCD -prn 1-27 -sig G1OCP -prn 1-27 -sig E1B -prn 1-36 -sig E1C -prn 1-36 -sig B1CD -prn 19-50 -sig B1CP -prn 19-50 -sig I1SD -prn 1-14 -sig I1SP -prn 1-14 -sig L1CD -prn 1-32,193-199 -sig L1CP -prn 1-32,193-199 -sig B1I -prn 1-62 -sig L2CM -prn 1-32,193-199 -sig G2CA -prn -7-6 -sig G2OCP -prn 1-27
(2) pocket_trk -u -sig L5I -prn 1-32,193-199,120-158 -sig L5Q -prn 1-32,193-199,120-158 -sig E5AI -prn 1-36 -sig E5AQ -prn 1-36 -sig B2AD -prn 19-50 -sig B2AP 19-50 -sig I5S -prn 1-14 -sig L5SI -prn 184-189 -sig L5SQ -prn 184-189 -sig E5BI -prn 1-36 -sig E5BQ -prn 1-36 -sig B2I -prn 1-18 -sig B2BI -prn 19-50,59-62 -sig B3I -prn 1-62 -sig L6D -prn 193-202 -sig L6E -prn 203-212 -sig E6B -prn 1-36 -sig E6C -prn 1-36
補足: LO周波数とIFフィルタ帯域幅は、 (1) CH1: 1568 MHz (23.4 MHz), CH2: 1602 MHz (8.7 MHz), CH3: 1227.6 MHz (4.2 MHz), CH4: 1246 MHz (8.7 MHz), (2) CH1: 1176.45 MHz (16.4 MHz), CH2: 1207.14 MHz (16.4 MHz), CH3: 1268.52 MHz (16.4 MHz), CH4: 1278.75 MHz (8.7 MHz)。(5/7追記)
再補足: CPU負荷30%台でも、すぐCPU温度が100度を超えてサーマルスロットリングが発動するので連続運転は厳しい。水冷ケースに置き換えるかな。あとUSB 3.0強い。48 MB/s x 2でも全然データ落ちしない。(5/12追記)
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P. Steigenberger et al., GLONASS CDMA signals now on L1, L2, GPS World, 2024
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https://github.com/QZSS-Strategy-Office/claslib
https://github.com/QZSS-Strategy-Office/madocalib
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2台目実装した。
補足: 同じH/WとF/Wのはずなのに、何故か2台目は 24 MHzまでしか動かない。F/Wもまだちょっと不安定だし、謎な挙動も残っているので、もう少し改良が必要そう。(4/25追記)
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BOOTH, PocketSDR (ケース付)
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Pocket SDR v.3.0 (4 CH版) の限界性能を調べているのだが、サンプリング 48 MHz まで正常動作する様だ。MAX2771の仕様ではADCクロックの上限は 44 MHz となっているので、これは仕様範囲外動作ということになる。48 MHzサンプリング 512 CH中 92 CH追尾で、CPU負荷 44 % (Core i7 1260P, 12C/16T)。ただ、CPU負荷以上に動作がもっさりしてCPUクロック周波数も落ちるので、メモリ帯域の限界が近いのかもしれない。
なお、USB 3.0 のSuper Speed動作 (5 Gbps) なので サンプリング 48 MHz、データレート 96 MB/s でも安定してデータ転送できている。今のところBTマウス使ってもデータが落ちることはない。
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Pocket SDR v.3.0 (4 CH版) で、GNSS L1+L2+L5+L6信号同時受信に成功。24 MHzサンプリング 434 CH中 74 CH追尾で、CPU負荷 33 % (Core i7 1260P, 12C/16T)。まだまだ余裕がある。OSSのGNSS SDRとして4周波対応は世界初かも ?
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FX3用F/Wの開発にかなり苦労したが、Pocket SDR v.3.0 (4CH版) がやっと動くように。まだ色々と問題が残っているが山は超えた感じ。EEPROM 512Kbit → 1Mbitの置き換えのためパターンカットが必要になったので、基板作り直すかな。
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FX3のSlave FIFOだけど、サンプル実装のままだと、DMAバッファ切り替え時タイミングでデータ落とすみたい。ダンプしたIFデータのPSD見るとうまく動いていそうに見えたけど、どうやっても相関が取れない。ということで調べると、複数スレッド立てて、スレッド切り替えでダブルバッファ動作させないとダメみたい。このためにはGPIF II designer使ってステートマシン動作を定義する必要があるらしい。FX3、柔軟に何でもできるのは良いけれど、F/W開発難解すぎ。FX2のシンプルさが懐かしい ...。
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Google Smartphone Decimeter Challenge 2023
Taro君 3連覇なるか。
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pocket_confを改修してMAX2771レジスタ設定ができるようになった。FX3のSlave FIFO、USB 3.0 Type-C表裏切り替え、I2C EEPROM読み書き動作も確認。pocket_dumpを改修してIFデータキャプチャも動くように。FWサイズは 128 kB には入りそうなので、1 Mbit I2C EEPROMもDigiKeyに発注。もう少しだけど ...。
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Pocket SDR v.3.0 (4CH版) であるが、どうもMAX2771 2個壊したみたいでレジスタに値が書き込めない。仕方ないので、ミニホットプレート (参照) 使ってMAX2771 2個 換装。やっとレジスタの読み書きできるようになった。既にFWサイズが 90 KB超で、512 kbitのI2C EEPROMに入らないのでこれも換装しないとダメそう。まあ少しづつ進んではいるが ...。
補足: 壊したのは2個のMAX2771のSPI SDATAピン。複数デバイスのSPI CSを同時に有効にしたので出力衝突で大電流が流れて入出力回路を損傷したのではと推定。出力衝突の可能性のあるラインには念のため保護抵抗入れた方が良い。(4/16追記)
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ケースに入れた (左からv3.0, v2.3, v2.1)。
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実装した。Cypress FX3 USB BootLoader Device として認識されているので少なくともFX3はちゃんと動いているっぽいが。
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RaspiSDRプロト (仮称)。GPS+Galileo、L1+L5、32 CHで、CPU負荷 97%。連続運転は厳しい感じ (BUFF-FULLが出ている)。L1だけダウンサンプリングすれば入ると思うけど。LCDとタクトスイッチ載せて、スタンドアロンSDRとして動くHAT作ろうかと思っている。
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メモ: 最適化済み相関器単体性能 (単位: ms)。シングルスレッド。24MHzサンプリングで、現行コードで、Core
i7 1260Pは250 CH、ラズパイ4は20 CH、ラズパイ5は40 30 CHまでが実用域。冷却頑張ればもう少し伸びるかも。なお、標準相関器は8点
((EPL+N) x IQ) 相関、BOC用にVE, VLを追加するともう少し遅くなる。
Core i7 1260P Ras Pi 4 (Arm Cortex-A72) Ras Pi 5 (Arm Cortex-A76) N= mix_carr corr_std corr_fft mix_carr corr_std corr_fft mix_carr corr_std corr_fft 12000 0.0031 0.0047 0.0896 0.0247 0.0495 0.7593 0.0183 0.0266 0.3138 16000 0.0048 0.0062 0.0785 0.0331 0.0603 0.8272 0.0214 0.0357 0.3155 24000 0.0063 0.0094 0.1677 0.0495 0.0891 1.4354 0.0321 0.0540 0.5451 32000 0.0080 0.0141 0.1775 0.0658 0.1186 2.1002 0.0429 0.0719 0.6809 32768 0.0079 0.0141 0.2030 0.0677 0.1217 2.0908 0.0438 0.0736 0.6984 48000 0.0112 0.0205 0.1554 0.0988 0.1775 3.3736 0.0643 0.1079 0.8814 65536 0.0158 0.0281 0.6290 0.1350 0.2417 6.3943 0.0878 0.1471 1.6388 96000 0.0250 0.0390 1.0423 0.1976 0.3572 11.3435 0.1293 0.2188 3.6166
さて、あとNMEAとRTCM3出力を追加して0.12、そのあとGUI追加で0.13か1.00、の予定。
補足: ラズパイ5、40 CH連続は厳しいかな。30 CHに修正。(15:21追記)
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