DIY 了一个USRP B200
sonicxb2017/02/11无线电 IP:江苏
潜水N年,今朝终于忍不住注册发了个帖子。
我也是15年开始玩USRP的。当时给Open air interface鼓舞了,想把开源的LTE eNodeB跑起来。(结果那个OAI挺坑爹的)。后来开始用USRP来玩FMCW 雷达,一步一步开始用GNU Radio,真的挺方便的。比在工作中用的matlab+simlink+sysgen 好玩。在所谓的大公司做久了,拿着薪水养家,人家让你做啥你就得做啥,仿佛丧失了灵魂。想自己做点想做的事情。
15年的时候,USRP还是很贵,挑了个性价比最好的B200, TB 上7500买的。美国是679 刀不含税。AD9361+ Spartan SLX75 + FX3 做的,心想着真不值得这个钱,不知道中间给宰了几道手。
拿到板子,做工还是不错的。当时的PCB是M6和FR4混压的,至少保证了3.5G 以上的损耗。
20151030_093415.jpg
不知道现在有没有降成本了。其实现在的5.8G LAA的 PCB, 也都是用FR4,只不过基材的er控制了吧。LDO都是用凌特的,浪费啊。
一年前,开始和两个兄弟琢磨能不能DIY一个,目标是软件全兼容UHD, 当然主芯片要一致。外围电源,时钟,能简化就简化,同时尽量中通信行业的通用器件,降低成本:
1)Spartan和FX3比较好找,9361很贵。想到了9362,做Small cell大把的用,好找,寄存器配置是一样的。唯一的遗憾是支持的频率范围从6G降低到了2.7G。但是大部分应用也够了。
2)把板载GPS模块socket去掉了,但是10M同步输入和1PPS的帧同步还是保留了。为了做个板子之间的同步。
3)把外置电源socket去掉了。算过了,5V 1A的USB供电是足够的。
4)把凌特的LDO都换成了ADI的,也够用了。把发射功放换了,换成了TQMP9028, 是Mini的那个的1/3价格。
5) PCB换成纯FR4的。想做到6层,但是lay下来还是要8层才比较保险。

手上能参考的就是官网的那份原理图和手上的板子,还有自己的理解以及对UHD的分析。战战兢兢调了第一版。 IMG_0102.jpg
虽然有飞线,还有原理图的一些坑,但还算顺利。
然后夏天的时候,转了职位,去做产品经理。每天蝗虫般的邮件,还是晚上开会。荒废了几个月。过完16年的夏天,打起精神开始做第二版PCB。
IMG_0099.jpg
挺完美的第二版,所有功能都验证通过了,硬件功能上:包括TX和RX的功能,9362的LO/ image supression 确实做的好。杂散也不错,只有主信号的谐波(因为没有modulator后面的滤波器吗)。由于9362的限制(我试了2.7G到3.5G的TX, 软件可以配置,也有信号出差,但是增益小多了。貌似9362的芯片内部的输出匹配是窄匹配,没有9361那么宽)。外置10M reference in,ADF4001也可以正常lock了。
蛮搞笑的一种生活,白天调板子;黄昏的时候开始收邮件;晚上开会。楼主是Global产品经理,所以晚上开会多。各种的催客户经理,搜集需求啊,催研发啊,催工厂啊。人倒是很自由,老板远在米国,原来研发的老板也懒的管我了。
做软件的兄弟开始各种回归测试,比如搭个openBTS啊,
IMG_0043.jpg
然后连着GNU Radio听听FM啊,搜搜ADS-B的飞机航迹信息啊。
看过版主对USRP的一篇评论贴。其实关键看你怎么用USRP。习惯的人觉得很好用。
首先这个东东确实是原生在Linux下的,包括UHD, GNU Radio,还有Python。现在开源和免费太火了。在Github上搜搜,看贴的人用到的,十有八九都是基于上面的体系做的。当我们还在享受matlab的便利的时候,欧美的学校已经都转到Python上去了。现在做算法仿真,数值计算,大把大把的Python的库。
当你熟悉了Linux+ GNURadio + UHD API后,你会发现这个东东真的很方便。

楼主下面在想着在用DIY的板子玩哪个方向。
1)东大的哥们做室内定位,在用板子跑2.4G上的UWB信号。
2)楼主其实一直想搞FMCW的低成本民用雷达做SAR成像的。本来想用英飞凌的24G 雷达套片,现在倒是想用DIY 的USRP 来做了。呵呵。查查了IEEE上,已经有人这样干了,不过要加外置的混频模块。还有9362的IBW低了点。
3)SDR , 其实也可以是software defined Radar啊。Radar 软件化了后,数字相控阵就好做很多了。后面有想法,拿AD9371再做一个B200的升级版,把发射IBW 提高到250M,不过FPGA至少要换到K7 160T的档次了。

做这个板子,由于是蹭的仪表,所以没花太多的银子。不过成本也要花到1600多一块了(物料+PCB+贴片)。所以想想最近众酬的那个LimeSDR 299刀还真不贵。不过USRP的软件支持,确实是没的说。
来自:电子信息 / 无线电
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~~空空如也
justinpiggy
7年2个月前 IP:浙江
830580
引用 sonicxb:
潜水N年,今朝终于忍不住注册发了个帖子。
我也是15年开始玩USRP的。当时给Open air interface鼓舞了,想把开源的LTE eNodeB跑起来。(结果那个OAI挺坑爹的)。后来开始用U……
物料成本其实相当低了,不知是否考虑用9361,毕竟9361是2x2 MIMO的。似乎B200和B210的PCB是一样的?
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warmonkey
7年2个月前 IP:广东
830589
ad9361淘宝价格370rmb,比9364还要便宜。
另外,楼主能不能出一版mini pcie接口的?类似的产品xtrx,用pcie连接lms7002,产量、货期和价格都不够友好,能不能买到还是个未知数。
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justinpiggy
7年2个月前 IP:浙江
830597
引用 warmonkey:
ad9361淘宝价格370rmb,比9364还要便宜。
另外,楼主能不能出一版mini pcie接口的?类似的产品xtrx,用pcie连接lms7002,产量、货期和价格都不够友好,能不能买到还是个未……
9364是双通道版本的9361...竟然9361更便宜...看来是使用量的差别造成的?
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虎哥
7年2个月前 修改于 7年2个月前 IP:四川
830598
引用 justinpiggy:
9364是双通道版本的9361...竟然9361更便宜...看来是使用量的差别造成的?
常用的便宜,偏门的贵。有些厂商跟芯片厂批量采购,可以把价格谈到官方报价的五分之一或者更低的。
前年我还在疑惑,为啥USRP没有人山寨,按照山寨大国的一贯作风,这种利润可观的东西应该很快就普及了。弄得我都有点想搞个9361频谱仪东西玩玩了。
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smith
7年2个月前 IP:广东
830626
差距啊,同样是上班的状态,楼主把我想干的事情提前三年干了。不过话说拿了外置的电源,发射的功率会不会不够。

另外FPGA的bitfile,是GNU Radio中就包括了的吗,这个bitfile是固定的还是每换一个功能,bitfile也需要改或者自己实现
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warmonkey
7年2个月前 IP:广东
830627
引用 smith:
另外FPGA的bitfile,是GNU Radio中就包括了的吗,这个bitfile是固定的……
bitfile是固定的。每次运行uhd启动usrp板卡时,从pc通过usb3.0接口载入到fpga。
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justinpiggy
7年2个月前 修改于 7年2个月前 IP:浙江
830671
引用 smith:
差距啊,同样是上班的状态,楼主把我想干的事情提前三年干了。不过话说拿了外置的电源,发射的功率会不会不够。

另外FPGA的bitfile,是GNU Radio中就包括了的吗,这个bitfile是固定的……


USRP_B200mini_BD_925x422.png
这是B200mini的结构,可以看到FPGA主要就做了DDC/DUC、抽取、内插,剩下的就是接口部分了。当然B200mini还有一个简单的用DAC控制TCXO当作VCO的DLL。
因此这个bitstream是固定的。
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sonicxb作者
7年2个月前 IP:江苏
830676
综合回答一下大家的问题:
1) PCB是兼容1T1R和2T2R的。
       9361和9362都是2T2R的芯片,9364是1T1R的。9361和9364支持到6G的频率,9362支持到2.7G。
       其实芯片本身9361和9362都是一样的,只是输出匹配不一样(我估计,或者是人为导致的)。
       9361 370块拿不到吧,楼上问的估计是9362。9362在通信行业用的很多,量大,也比较好搞。
2) 做PCIE接口的,用的人少啊,所以没有人想做。而且接口驱动都要改,不能兼容原版UHD了。
       其实backhaul回传速率需求上来说,因为9361系列只支持 2T2R 30.72Ms/s, 所以USB3.0 够用了,不
       需要PCIe。楼主想法是后面做个9371+K7160T的,用10GE 来接电脑的10GE 网卡,支持2T2R 245.76Ms/S
       的带宽。这样相当于做个便宜的x300档次的SDR。
3)   楼主算过功耗,极限情况, 1T1R 3w; 2T2R 4w 。所以用usb供电足够了。到目前,就算最大功率发射(CW, 9dBm),也稳稳的。
4) 谈谈楼主的成本,昨天算了一下,居然接近2000块了。最近人民币汇率跌,芯片价格普遍 涨了10%。
    万恶的特朗普啊!
     主芯片: 9362~ 300         Spartan   FPGA~ 350       FX3~ 185
                     PCB~175         贴片:焊接BGA和其余器件 350,开钢网 500块,工程费800块。
5) FPGA的bitfile是包含在UHD中的。从软件分层的角度上,GNURadio支持通过USRP控件调用UHD的API。板子boot的时候,UHD会给FPGA down包。
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虎哥
7年2个月前 IP:四川
830677
量产的话工程费是分摊的,FX3014我怎么记得是60多块。。。9362超频使用也许可以,只是逼格不够。这样算下来BOM+装帖成本能控制在1.5K以内,甚至1.3k。
这东西关键是在服务,配套等方面,加上研发费分摊,这些再考虑个两三千块,最后价格还是很亲民的。
外围还可以做预选器、TR开关组件作为选件。楼主有这个研发能力,可以搞全新的产品系列。
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sonicxb作者
7年2个月前 IP:江苏
830687
FX3 185块是mouser的价格,我就在上面买的,含税。外围器件其实也不便宜,我用的ADI的 LDO 和TI 的DCDC,还有电源的那几个大电感,每个要接近10块银子。不过总体来说,小批量成本1.6K+ 可以做到。关键是这个是小众市场啊,呵呵。不知道有多少人想去玩这个。其实如果加起来有个20~30块的需求,3000RMB/pcs 价格都是可能的。目前淘宝上, LimeSDR 有人卖3000RMB。问题是那个供货有问题,据说首批发货一推再推。而且软件兼容性肯定没有USRP那么好。用hackRF, 纯粹做sniffer 还行,但是要真正拿来做项目,那个半双工的肯定不行。楼主做这个,首先就是根据东大哥们需求做的,他们用2.4G 做基于UWB的室内定位。
明天我来发点性能测试的图,我这两天用GNU Radio搭了一个FMCW 的信号生成模块,明天用自制的板子发出来看看。 基于56M 的最大BW, 理论上我用 USRP搭的纯软的SDR雷达,能做到2.67m的距离分辨率。
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虎哥
7年2个月前 IP:四川
830691
这个市场在行业内来说不算小众了哈,国内一年估计用出去几百片甚至几千片呢,当然一线厂商已经不用这个了,他们有钱就买X310了。根据行业经验,卖个四五千块应该应该是合理的,但是一定要用9361,换了这个东西人家就不买你的了,消费者心理就是这样。如果你要卖3K,可以在各个爱好者/开发者社区弄个团购什么的。
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sonicxb作者
7年2个月前 IP:江苏
830692
当初做这个其实是心里不服气,本来就是给大家玩的一个东西,凭什么在国内门槛这么高,而且卖的人还很拽。
按照美国玩家的收入,700美金不算啥。为什么我们就要花那么多钱买。
工作的人都心疼,那学生咋办?  从来就没想过卖给行业用户。如果有自己玩的人,就做几块。
其实9361和9362 PIN TO PIN的,想换,分分钟就可以换,但是不能干这个事情,不能动原厂的蛋糕啊。
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amo
7年2个月前 IP:广东
830753
引用 sonicxb:
综合回答一下大家的问题:
1) PCB是兼容1T1R和2T2R的。
       9361和9362都是2T2R的芯片,9364是1T1R的。9361和9364支持到6G的频率,9362支持到2.7G……
不懂这玩意……但是懂一点加工,你这里列举的“开钢网500,工程费800”不知是哪里的?这种面积的钢网在嘉立创应该几十块就搞定了,至于工程费,深圳小厂贴10块样板大概是600的报价。
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虎哥
7年2个月前 修改于 7年2个月前 IP:四川
830781
引用 amo:
不懂这玩意……但是懂一点加工,你这里列举的“开钢网500,工程费800”不知是哪里的?这种面积的钢网在嘉立创应该几十块就搞定了,至于工程费,深圳小厂贴10块样板大概是600的报价。
有BGA封装的钢网,嘉立创几十块的恐怕不行,可以试试电解抛光的,一百元,估计勉强。兴森快捷钢网报价600。至于贴片,如果是北京,开机费2.5k。您说的价格只适合做最低端的产品,比如433无线模块什么的,可能有些厂第一单愿意接,但如果算上出问题的风险和出问题的损失,很可能比做贵的还高,省小钱往往亏大钱。
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sonicxb作者
7年2个月前 IP:江苏
830814
版主是正解。
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amo
7年2个月前 IP:广东
830886
引用 虎哥:
有BGA封装的钢网,嘉立创几十块的恐怕不行,可以试试电解抛光的,一百元,估计勉强。兴森快捷钢网报价600。至于贴片,如果是北京,开机费2.5k。您说的价格只适合做最低端的产品,比如433无线模块什么的……
0.8-1mm间距的BGA,我们就是在嘉立创做的,打样时普通和电解抛光都试过,没发现问题,不过嘉立创都会警告最好选电解抛光,后来就都用电解抛光了。
我以前也以为BGA很高端,后来才发现BGA应该是焊接良率最高的一种IC封装,只要偏离得不是很离谱,锡膏融化时,锡珠会把IC托起来,并自动摆正。不过可能我们用过的封装引脚间距最小只有0.5mm,暂时没发现过难焊的。小厂是手工贴这种大芯片的,一样进回流焊。比小厂工作环境更差的是修手机的,一个小柜台,一把风枪就搞定(这个到是时不时听说有焊废手机主板的)
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BG8KIH
7年2个月前 IP:重庆
830928
关注一下,有机会上手就好了
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ppa2001
7年2个月前 IP:香港
831428
NB,可惜原理不太懂,不然也想做个·ZYNQ 做这个方便。
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虎哥
7年1个月前 修改于 7年1个月前 IP:四川
832324
不好意思了楼主,另一位爱好者做了完整不缩水不阉割版本,首发价格1980,后期价格2399,科创的土匪们订了十多套。所以做东西还是不要太多条条框框,能卖出去最重要。
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wajlh
7年1个月前 IP:北京
832633
引用 虎哥:
有BGA封装的钢网,嘉立创几十块的恐怕不行,可以试试电解抛光的,一百元,估计勉强。兴森快捷钢网报价600。至于贴片,如果是北京,开机费2.5k。您说的价格只适合做最低端的产品,比如433无线模块什么的……
JLC的钢网选电解抛光的没问题,我们0.45mm球的BGA都用着没问题。另外我们在亦庄有SMT线,下次有机会可以找我们试试,价格可以优惠。
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