USRPx310的底板介绍

写在前面

  本人通信专业硕士，近期由于项目原因，采购了几台通用无线电平台，型号是USRPx310，这个也是近年来比较火的型号。 但是感觉国内并没有系统的介绍，对于初入的小白是真的难受，在经历一段时间的黑灯瞎火式的摸索，自己也只能算初步入了门，老师又要我整理写学习过程的问题，所以才有了我现在写这个系列博客的想法。本博客只是提供一些自己入门时的坑，中间一定会有许多小的错误以及理解不到位的地方，就请多多包涵了。自己也在继续学习当中，所以大家一起学习，一起进步，也希望大神不吝赐教！下面我就以我的理解一点一点的介绍。

通用无线电平台USRP初识

  USRP(Universal Software Radio Peripheral，通用软件无线电外设)，简单来说就是一种可以将现实中信号采集并送给计算机的设备。简单的例子就像一般手持的收音机，有根天线，然后切换频道就能听到不同电台的信息，然后将无线电信号转换成声音信号送到扬声器，就好了。而USRP就是起这样的作用，只是它将原始信号传输到了电脑PC上，这样就可以利用PC对接收的信号进行处理。
  USRP之所以受欢迎的理由，我觉得有以下几点：

1. 在学校，基本上仿真什么的都是用自己生成的信号点来充当信号，这就失去了真实性，所以仅仅停留在仿真阶段，而无法实现真实信号过信道的情况，这也导致失去了真实性。
2. USRP并不需要你有射频的知识，他可以将6G以内的射频信号，帮你恢复至中频，零频附近，并将数据传输到PC电脑上，这样对开发来说，直接可以获取真实信号，然后进行分析。
3. 当然USRP还具有额外的FPGA部分的扩展性，可以提供更强的处理功能，如把一些复杂的操作集成在设备内部，但对使用者来说，依旧是数据流送入PC电脑，PC进行其余的处理，记得中兴宣讲提到过的软基站，也是类似的原理，就是通过这种射频架构，将数据入PC端实现信号处理的操作。

USRPx310设备

首先看下USRPx310设备的图片，从图片上大概了解其基本的架构。

图1.USRP正面板
  依次有JTAG接口，这个接口是当我们把USRP的固件刷成“假砖”的时候，可以通过这个接口，连接Xilinx Vivado套件来还原固件的，不过一般正常操作用不到这个接口；RF A、RF B表明这是射频端的两个设备，这意味着，x310中有两个射频子板，有A板以及B板，其每个板上有一根TX发送天线，有一根接收RX接收天线，而下方的指示灯表示工作的时就会常亮，所以理论上单台x310可以构成2X2 MIMO阵。而AUX I/O是可扩展的GPIO口，目前还没深入了解过。剩下的就是4个指示灯，REF为10MHz的参考时钟，1pps是一个1Hz的时钟信号，这两个时钟均是用来做同步的，一个是时间上的，一个是采样的同步，当正常工作的时候灯就会闪烁；GPS信号意味着外,设备接收GPS信号，当设备锁上GPS卫星时，灯亮起；LINK则指示PC与设备的通信情况，当下发运行命令时，此灯闪烁。

图2.USRP背面板
  背面板依次有PWR是电源接口；1G/10G ETH则是网络接口，这是SFP+接口，通过光模块可以转成普通RJ45接口,也可以连接光纤，当然这牵扯到传输速率问题，光纤的网络速率为10Gbps，而普通RJ45是1Gbps，在后面应用我们具体说，另一种是通过PCIe x4的转换卡可以和电脑进行数据传输，是更高速的传输接口可以达到32Gbps；而REF IN/REF OUT表示的便是参考时钟，这里IN代表，我们可以从外部送入这个REF信号，也可以将这台设备的REF信号输出，1pps信号也是类似的，这些都是为了多台设备的同步提供的连接方式；而GPS ANT代表GPS天线端口，当在这里接上天线，便可以与卫星同步。
图3.USRP内部
  对USRP的整体架构称为母板+子板，所谓母板便是图3所示的底板，而子板便是射频板，可以插到母板上，构成完整的系统。当然不同的射频板对应的不同的性能，版主用的是UBX160，后面再具体说下射频板；当然具体的底板细节我也不太清楚，只了解底板是KINTEX7系列的FPGA，后期烧写逻辑时需要用到。还有一点，前面我们所说的想用GPS信号，则必须去选购GPSDO模块，他并不是集成在原始USRP内部的，只有集成了这个东西，背板的GPS天线端口才会起作用，才可以与卫星同步。

  第一次写博客，也算是大致了解这个流程了，不足之处希望大家多多包涵。这次主要以自己的角度总结了一下x310这款USRP设备的基本内容，后面再讲讲射频板，以及环境的搭建和开发平台等内容。

ETTUS关于USRP的官方网址