USRP X410

X410简介

USRP X410 是 USRP SDR 系列中的第四代软件定义无线电 (SDR)，是一款高性能、多通道软件定义无线电。

USRP X410中心频率调谐范围为1MHz至7.2GHz，在降低射频性能条件下最高可调谐至8 GHz，并具有两级超外差架构，具有4个独立的发射和接收通道，每个通道均具有400MHz的瞬时带宽。

USRP X410与上位机的数据传输接口包括两个支持100 GbE的QSFP28接口、一个 PCIe 3 x8接口。USRP X410还带有标准命令、控制和调试接口，包括USB JTAG、USB串口、10/100/1000 Mb以太网口。USRP X410 是一款基于Xilinx Zynq Ultrascale+ ZU28DR射频片上系统 (RFSoC)的一体化设备，具有内置数字上变频和数字下变频、板载软判决前向纠错 (SD-FEC) IP。

USRP X410支持多种同步方式：内置GPSDO、10MHz输入输出、PPS信号输入输出。

X410采用了XILINX Zynq® UltraScale ZU28DR芯片。

X410特征

1）高通道密度
2）可靠容错部署
3）独立（嵌入式）或基于主机（网络流媒体）操作
4）完全集成和组装（USRP X410不需要再安装额外的射频子板）
5）1MHz至7.2GHz频率范围（在降低性能条件下，调谐频率可扩展至8GHz）
6）每通道高达 400 MHz 的瞬时带宽
7）4 个发射通道，4个接收通道，采用半个机柜宽度外形
8）Xilinx Zynq-Ultrascale+ ZU28DR RFSoC
9）12位ADC，14位DAC
10）IQ采样率高达 500MS/s
11）板载 SD-FEC、DDC、DUC IP核
12）四核 ARM Cortex-A53，频率高达1.2GHz
13）双核 ARM Cortex-A5 MPCore，频率高达500MHz
14）两个 QSFP28 端口（支持10 GbE、100 GbE、Aurora）
15）两个 iPass+ zHD接口 (PCIe Gen3 x 8)
16）1个RJ45 (1 GbE)接口
17）支持输入10 MHz参考时钟
18）支持输入PPS信号
19）带有触发输入/输出接口
20）内置 GPSDO
21）带有两个GPIO接口 (HDMI)
22）1 个USB type-C 主机端口
23）1 个USB type-C 端口（串行控制台、JTAG）
24）内部包括一个OpenEmbedded Linux系统
25）USRP Hardware Driver (UHD)开源软件 API 版本： 4.1.0 或更高版本
26）支持RFNoC FPGA 开发框架
27）支持GNU Radio

网络配置

X410各种网络接口：
1）eth0: RJ45接口
2）RJ45端口带有DHCP的默认配置，该配置将从DHCP服务器请求网络地址（如果网络上有）。该接口与FPGA图像风格无关。
3）int0：嵌入式ARM处理器与FPGA之间网络通信的内部接口。
4）内部网络接口配置为静态地址：169.254.0.1/24。该接口与FPGA图像风格无关。
5）sfpX[，sfpX_1、sfpX_2、sfpX_3]：QSFP28网络接口，最多四个（每个通道一个），基于实现的协议。
6）每个QSFP28端口都有四个高速收发器通道。因此，根据FPGA图像的风格，每个QSFP28端口可能存在多达四个不同的网络接口，第一个通道使用sfpX，其他三个通道使用sfpX_1-3。每个网络接口都有一个默认的静态IP地址。请注意，对于多通道协议，例如100GbE，使用单个接口（sfpX）。这些网络接口的配置文件存储在：/data/network中/

X410

USRP的默认地址是192.168.10.2，PC端的IP地址为192.168.10.xx（xx不能为2，设备ip为2）。

设备自检

在C:\Program Files (x86)\UHD\bin在shell窗口，输入命令.\uhd_find_devices.exe进行查找。

设备自检，输入.\uhd_usrp_probe

收发测试，可测试带宽、通道是否工作等，输入.\benchmark_rate.exe --args addr=192.168.10.2 --rx_channels=0, --rx_rate=400e6

烧写fpga，为CG_400，输入.\uhd_image_loader.exe --args addr=192.168.10.2,type=x4xx,fpga-path="C:\ProgramFiles\UHD\share\uhd\images\usrp_x410_fpga_CG_400.bit"
完成后重启。依次输入以下指令

.\uhd_find_devices.exe //查找设备
.\uhd_usrp_probe.exe --args find_all=1 //自检
.\benchmark_rate.exe --args addr=192.168.10.2 --rx_channels=0, --rx_rate=400e6

同理烧成X4_200
先执行.\uhd_find_devices.exe查找设备
再执行.\uhd_image_loader --args addr=192.168.10.2,type=x4xx --fpga-path="C:\Program Files\UHD\share\uhd\images\usrp_x410_fpga_X4_200.bit"
执行.\benchmark_rate.exe --args addr=192.168.10.2 --rx_channels=0, --rx_rate=200e6
执行.\benchmark_rate.exe --rx_rate=200e6 --args find_all=1
执行.\uhd_usrp_probe.exe

X410配置更新

如果烧写失败，需要更新x410的mender，建议时间为最新的。

X410需要使用UHD4.1及以上版本。刚出厂的USRP里面内置的UHD版本为4.0，官方建议更新文件系统。同时需要host主机电脑的UHD版本更新到4.1以上。
连接到USRP X410内部系统
1）下载XShell6，下载路径https://download.csdn.net/download/qq_36314864/87697944。
2）下载WinSCP，下载路径为https://download.csdn.net/download/qq_36314864/87697953。通过输入ip地址（192.168.10.2）就可以访问。
3）下载mender，下载路径https://files.ettus.com/binaries/cache/x4xx/meta-ettus-v4.2.0.0/，点击x4xx_common_mender_default_v4.2.0.0开始下载。
4）通过WinSCP将mender复制到X410内部（放temp里面）
5）在XShell6中执行中找到mender位置执行：mender install 自己下载的路径/xxx.mender

如果install失败，报错如下（X410会出现该错误，每次更新mender都需要配置，N系列不会出现该问题）：

需要打开USRP系统下的/etc/mender/mender.conf，并在里面添加:
“RootfsPartA”: “/dev/mmcblk0p2”,
“RootfsPartB”: “/dev/mmcblk0p3”,
6）执行reboot

7）按一下设备开关，等待自动开机，开机后需重新连接设备网络，shell连接成功后输入mender commit

8）输入cat /etc/mender/artifact_info查到以下文件

9）烧写fpga为CG_400，输入 uhd_image_loader --args addr=127.0.0.1,type=x4xx --fpga-path="/usr/share/uhd/images/usrp_x410_fpga_CG_400.bit"

10）烧完后会自动断开连接，然后关机设备，开机重启。
11）然后进入C:\Program Files\UHD\bin，输入.\uhd_image_loader.exe --args addr=192.168.10.2,type=x4xx,fpga-path="C:\ProgramFiles\UHD\share\uhd\images\usrp_x410_fpga_CG_400.bit"
12）重新连接网络设备

.\uhd_find_devices.exe //查找设备
.\uhd_usrp_probe.exe --args find_all=1 //自检
.\benchmark_rate.exe --args addr=192.168.10.2 --rx_channels=0, --rx_rate=400e6

X4_200与CG_400

与USRP X310或其他第三代USRP设备不同，FPGA图像风格不仅对QSFP28连接器的配置方式进行编码，还对可用的主时钟速率进行编码。这是因为数据转换器配置是FPGA映像的一部分（X410上的ADC/DAC与FPGA在同一管芯上）。图像风格由两个短字符串组成，由下划线分隔，例如X4_200是一种包含4x 10GbE的图像风格，可以处理200 MHz的模拟带宽。前两个字符描述QSFP28端口的配置：“X”代表10 GbE，“C”代表100 GbE。

参考文献

https://kb.ettus.com/USRP_X410_Getting_Started_Guide
https://kb.ettus.com/X410
https://files.ettus.com/manual/page_usrp_x4xx.html