Funpack活动第五期板卡简介（ADALM-PLUTO 主动学习模块 ）：

软件无线电介绍

软件定义的无线电 (Software Defined Radio，SDR) 是一种无线电广播通信技术，它基于软件定义的无线通信协议，而非通过硬连线实现。频带、空中接口协议和功能可通过软件下载和更新来升级，而不用完全更换硬件。以前，在开发无线电通信设备时，工程师必须先开发用于接收并处理特定信号的接收机，来对特定信号传输进行解码或编码。随着数字信号处理与其算法越来越复杂，这些信号处理的平台也变得越来越复杂，通常需要较为高速的ADC、FPGA以及能将实时数据串流到计算机平台的连接芯片等，每个系统所对应的硬件平台不一定是一样的，这就带来了巨大的开发成本。通过使用软件无线电（SDR）设备进行模拟信号处理，在相同的硬件平台上可以同时兼容运行各种不同的软件程序，不仅节约了开发成本，也提高了开发新系统的效率。

产品概述

ADALM-PLUTO 是ADI公司基于其RF捷变收发器芯片AD9363，开发的一款便携软件定义无线电学习模块，该模块不仅可应用于课堂，向学生介绍软件定义无线电 (SDR)、射频 (RF) 和通信的基础知识，也可以作为学生、工程师或者爱好者上手软件无线电的学习开发利器。它将理论和实际运用结合起来，连接上主机时，它就能充当一个便携式实验室，随时开始你的无线通信学习之旅。在MATLAB,simulink和GNUradio等各种软件的加持下，你可以使用用户图形界面（GUI）进行你的设计，更加直观、方便，让学习开发过程更加便捷，帮助使用者高效地学习、工作和探索。

它体积小巧，可以轻松装进衣服口袋或者背包中，使用灵活，采用配备默认固件的USB端口供电。该模块支持OS XTM、WindowsTM和LinuxTM，因此使用者可以在不同的时间、不同的设备上学习和探索RF系统。

硬件结构，如上图所示。其核心为一块Xilinx Zynq-7000 XC7Z010 FPGA。Zynq-7000设备配备了双核ARM Cortex-A9处理器，该处理器集成了基于28nm的Artix-7或Kintex®-7的可编程逻辑，从而具有出色的每瓦性能和最大的设计灵活性。Zynq-7000器件具有多达660万个逻辑单元，并提供范围从6.25Gb/s至12.5Gb/s的收发器，可为多种嵌入式应用（包括多摄像机驱动器辅助系统和4K2K超高清电视）提供高度差异化的设计。

在RF上，ADALM-PLUTO基于AD9363，分别配备了可在全双工模式下工作的一条接收通道和一条发射通道。该模块能够以高达61.44MSPS的采样速率和20MHz的带宽产生和测量频率范围在325MHz到3800MHz之间的RF模拟信号。

作为射频前端芯片的AD9363是一款高性能、高度集成的RF收发器，设计用于3G和4G毫微波蜂窝应用。该器件的可编程性和宽带能力使其成为多种收发器应用的理想选择。该器件集RF前端与灵活的混合信号基带部分为一体，集成频率合成器，为处理器提供可配置数字接口，从而简化设计导入。它的工作频率范围为325 MHz至3.8 GHz，涵盖大部分特许执照和免执照频段。支持的通道带宽范围为200 kHz以下至20 MHz。

ADALM-PLUTO里的功率器件则为FPGA、射频前端、DDR与FLASH提供电能。

在高速信号处理系统中，需要缓存高速、大量的数据，存储器的选择与应用已成为系统实现的关键所在。Micron DDR3L是一种高速CMOS、动态随机访问存储器， 它采用双倍数据速率结构来完成高速操作。SDR SDRAM一个时钟周期只能传输一个数据位宽的数据，因此在相同的数据总线宽度和工作频率下， DDR SDRAM的总线带宽比SDR SDRAM的总线带宽提高了一倍。

QSPI Flash是一种具有电可擦除的可编程ROM存储器，掉电内容不会丢失，按接口可以分为两大类：并行Flash和串行Flash。并行Flash存储量大，速度快；而串行Flash存储量相对较小，但体积小，连线简单，可减小电路面积，节约成本。QSPI Flash是内嵌SPI总线接口的串行Flash，它比起传统的并行总线接口Flash，节省了很多的I/O口资源。

ADALM-PLUTO对比市面上其他软件无线电平台，其最大优点在于其优质的软件生态环境。它的设计资料完全开源，而且非常详细，同时还有活跃的开发者社区供广大开发者、学习者交流讨论。其硬件平台在保证了性能、品质的情况下还能做到低廉的价格，是其他昂贵软件无线电开发平台所做不到的事情。

ADALM-PLUTO能用来做什么？

1. 基于ADALM-PLUTO的22GHz 频谱分析仪

2. 基于ADALM-PLUTO的标量网络分析仪测量S21参数（中心频率为108MHz的带通滤波器）

上位机：http://www.albfer.com/satsagen-download-page/#content

3. ADALM PLUTO QO-100卫星全双工收发器

特性

• 独立自足的便携式RF学习模块
• 高性价比实验平台 
• RF 频率范围：325MHz至3.8GHz
• 灵活速率 、12位ADC和DAC
• 一个发射器和一个接 收器（SMA插口，50Ω）
• 半双工或全双工
• 支持MATLAB、Simulink
• GNU无线电吸电流和源电流模块 
• Libiio、C、C ++、C# 和Python API
• USB 2.0接口 
• 高质量塑料外壳 
• USB供电 
• 瞬时带宽最高达20MHz（复数 I/Q）

套件包括

• ADI PlutoSDR 主动学习模块
• 两根天线（824MHz 至 ~894MHz/1710MHz 至 ~2170MHz）
• 一根15cm SMA 电缆
• 一根USB电缆

适用于教师、学生和自学者

PlutoSDR 具有独立的接收和发射通道，可在全双工模式下工作。 主动学习模块可以在 325 MHz 至 3800 MHz 频率范围内以最高每 秒 61.44MSPS 产生或捕获 RF 模拟信号。PlutoSDR 非常小，可装 在衬衣口袋中，完全独立自足且由配有默认固件的 USB 供电。 由于 PlutoSDR 通过 libiio 驱动程序启动，因此它支持 OS X®、 Windows® 和 Linux®，可让学生在多台设备上学习和探索。

PlutoSDR 提供许多适合 SDR 项目的可用在线教程，拥有涵盖众 多主题的实验室和教学资料，如ADS-B 航空器位置、接收 NOAA  和 Meteor-M2 天气卫星图像、GSM 分析、TETRA 信号监听、寻呼 机解码等！

PlutoSDR 主机接口

 PlutoSDR 支持下列 USB 设备类：

• 大容量存储（用于轻松更新固件）
• 串行（用于与 PlutoSDR 上的 Linux 内核 / 用户空间交互）
• 联网 /RNDIS（用于加载和控制自定义 ARM® 应用）
• Libiio（大容量 USB，用于 SDR 数据传输和控制）
• 设备固件升级（用于备份固件升级）

开源

PlutoSDR 开源固件由 Das U-Boot、Linux 内核和 Buildroot 构成。作为 课程教材的一部分，可以通过 Vivado® HL WebPACKTM 版本（免许可）  来运行、复制、分发、研究、更改和改进此固件。PlutoSDR 支持 USB 2.0 OTG，可以连接至各种 USB 外设（有线网络、Wi-Fi 加密狗、 音频等） 以扩展功能。所有文档都可在 wiki.analog.com/plutosdr  公开访问。