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软件定义无线电硬件的组件 1 min Guide Books 想要监听国际空间站的无线电传输并收集其数据吗?构建一个软件定义的无线电硬件系统。 如果你想同时监听卫星广播、连接到智能家居系统、检查GPS位置、上网以及接收FM无线电信号,你不需要一个带有多个收发器的无线电。软件定义无线电是一种设计方法,它将射频设计的负担从硬件设计师转移到软件开发者,为新的射频系统提供了更多的灵活性。 软件定义无线电并不适合每个人,也并非如此推广。这一概念及其支持的硬件已被开源社区所接受。软件定义无线电主要应用于军事领域,他们大量使用适应性频率跳变无线电解决方案。随着许多较新的物联网设备可能需要多种无线协议,软件定义无线电提供了一种简单的方式,可以在不增加设备占用空间或复杂化布局的情况下,通过多个射频带进行通信。 软件定义无线电的价值 仅为了说明软件定义无线电可能提供的价值,我将简要讨论一个最近为客户进行的项目。我们最近为一个测试和测量系统设计的板子包含了五个(是的,五个)无线收发器单元,它们都在不同的协议和不同的模块上操作。尽管提出了软件定义无线电作为一种解决方案,但客户由于多种原因坚持他们的要求。 在这个独特的案例中,软件定义无线电的价值在许多其他情况下同样适用;它允许设计师将多个协议整合到单个收发器单元中。在我上面提到的板子中,大部分板空间被电机组件和一个大触摸屏占据,因此推动使用软件定义无线电似乎意义不大。然而,有一些常见的用例证明了在新产品中构建软件定义无线电的合理性: 多协议。 这一点很明显,但仍值得进一步阐述。软件定义无线电让你在单个组件中访问多个频段,而不增加部件数量。 节省板空间。 通过使用软件定义无线电,你可以消除一个或多个专用于其他协议的收发器。这为可以支持其他功能的组件节省了板空间。 主要协议与次要协议。 使用软件定义无线电,你可以根据需要访问额外的协议,而无需为另一个芯片组分配空间。 窃听。 无论你是想要窃听未加密的通信,还是想要防止窃听,软件定义无线电都使两者成为可能。特别是,使用软件定义无线电很容易实现频率跳变无线电。 集成了无线收发器的MCU SoC最近已经朝这个方向发展。一些产品线集成了像WiFi或蓝牙这样的流行协议,但我还没有看到为其他不那么常用的协议集成收发器的芯片。这部分是供需问题;这些组件主要针对消费产品,因此可以大规模生产。此外,由于无线领域大部分运行在这两种协议(加上蜂窝)上,将它们作为集成到SoC的目标是有意义的。我们不能把蜂窝网络排除在外;一些组件特别标榜支持3G和4G蜂窝网络以及其他频段(见下文)。 这导致在设计生产级组件的软件定义无线电时涉及的主要权衡:更高的成本。这些组件的生产量仍然低于它们的SoC对应物和其他 RF收发器,这些收发器专用于特定频段,因此这些组件的价格更高以覆盖成本。然而,节省的板空间和灵活性可能会大大超过组件成本。 软件定义无线电组件选项 您需要为软件定义无线电系统选择的主要组件是收发器IC。这些组件具有标准接口和一些其他功能,使它们非常适合集成到其他无线产品中。您需要某种嵌入式处理器来运行您的代码,但您选择的MCU/FPGA/其他处理器取决于您将使用的收发器设置。 阅读文章