uSDR : บอร์ด M.2 SDR ขนาดจิ๋ว ที่สามารถควบคุมผ่านเว็บเบราว์เซอร์ได้

uSDR เป็นบอร์ด M.2 embedded Software-Defined Radio (SDR หรือระบบสื่อสารวิทยุที่ส่วนประกอบถูกสร้างด้วยซอฟต์แวร์) ที่ใช้ชิป AMD Embedded Artix-7 FPGA และออกแบบมาเพื่อควบคุมผ่านเว็บเบราว์เซอร์ Chrome, Opera หรือ Edge โดยไม่ต้องใช้ไดรเวอร์หรือซอฟต์แวร์เฉพาะ ใช้เทคโนโลยี WebUSB

โมดูลสามารถเสียบกับ Host ที่เข้ากันได้หรือผ่านอะแดปเตอร์ M.2, USB, mini PCIe หรือ PCIe และใช้งานผ่านเว็บเบราว์เซอร์ด้วยแอปพลิเคชันที่พร้อมใช้งาน เช่น ตัวตรวจสเปกตรัม (spectrum monitor) หรือตัววิเคราะห์สัญญาณ (signal analyzer) หรือแอปพลิเคชันที่เขียนขึ้นเองโดยใช้ภาษา JavaScript, C/C++, Rust, Go หรือ C# ด้วยการใช้งาน WebAssembly และโครงการ Emscripten

สเปค USDR:

RFIC – Lime Microsystems LMS6002D IC ชิปตัวรับสัญญาณ RF (FPRF) ที่สามารถโปรแกรมได้ สามารถทำงานในช่วงความถี่ 300MHz ถึง 3.8GHz
FPGA – AMD Embedded XC7A35T (Artix-7) FPGA พร้อม 33,280 logic cells
Full-duplex TX & RX
ช่วงความถี่ – 300 – 3700 MHz (ช่วงที่ใช้งานได้จริงเริ่มต้นที่ประมาณ 230 MHz)
RX/TX Bandwidth – 0.75 – 28 MHz พร้อมโหมด bypass
เครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกา – SI5332A
ความเสถียรของนาฬิกา – 0.5 PPM
อัตราตัวอย่างสูงสุด 30.72 Msps (40+ Msps ในโหมด bypass)
คอนเนกเตอร์สายอากาศ – คอนเนกเตอร์ RF MHF4
USB – USB 2.0 @ 480 Mbps, streaming ~15 Msps half-duplex หรือ ~5-6 Msps full-duplex
อินเทอร์เฟส Host – PCIe หรือ USB ผ่านอินเทอร์เฟส M.2 2230 Key A+E
ช่วงการจ่ายไฟ – 2.85 – 5.5 V
ขนาด – 30 x 22 x 2 มม. (โมดูล M.2 2230 ที่มีส่วนประกอบเพียงด้านเดียวของ PCB)

uSDR block diagram pinout diagram — รูป Block diagram และ Pinout diagram ของ usdr

ถ้า Host ไม่มีอินเทอร์เฟส M.2 2230 A- หรือ E-key บริษัทมีอะแดปเตอร์ B-Key หรือ M-Key, อะแดปเตอร์ USB Type-A หรือ Type-C, อะแดปเตอร์ mini PCIe หรือ อะแดปเตอร์ PCIe ผ่านบอร์ดพัฒนา

ในด้านซอฟต์แวร์ WSDR เป็นแพลตฟอร์ม SDR ที่ใช้งานผ่านเว็บ และเป็นเฟรมเวิร์กที่สามารถขยายได้ ซึ่งสามารถรันแอปพลิเคชันต่างๆ และประกอบด้วย 3 ระดับ:

ระดับต่ำ – ไลบรารีสำหรับฟังก์ชัน DSP พื้นฐาน, การจัดการข้อมูล และการนำเสนองฮาร์ดแวร์
ระดับแพลตฟอร์ม – API สำหรับบริการต่างๆ เช่น การกำหนดค่า, การแชร์ข้อมูล, การจัดเก็บข้อมูล, การประมวลผลที่มีความซับซ้อน ฯลฯ
ระดับแอปพลิเคชัน – ตำแหน่งที่คุณกำหนดไปป์ไลน์ข้อมูล (data pipeline), การแสดงภาพข้อมูล (data visualizations) และใช้บล็อกการควบคุมด้วยภาพ (visual control blocks)

บริษัทที่เป็นผู้พัฒนาโครงการนี้คือ Wavelet Lab ได้พัฒนาแอปพลิเคชันพร้อมใช้งานหลายรายการเพื่อเริ่มต้นใช้งานได้อย่างรวดเร็ว รวมถึง: ตัวตรวจสอบสเปกตรัม(Spectrum Monitor), ตัววิเคราะห์สัญญาณ(Signal Analyzer), ตัวรับสัญญาณ PMR(PMR Receiver), แอปพลิเคชันการเล่น IQ (IQ Playback Application), แอปพลิเคชันบันทึกไอคิว (IQ Recorder) และเครื่องผลิตสัญญาณ IQ (IQ Signal Generator)

WSDR Spectogram — Spectrogram และ Monitor

โครงการนี้เป็น open-source hardware และไฟล์การออกแบบ Altium hardware, FPGA gateware, ไดรเวอร์ PCIe Linux kernel และโค้ด WSDR ทั้งหมดจะมีการเผยแพร่ขอมูลออกสู่สาธารณะ

Wavelet Lab ได้เปิดตัวโมดูล uSDR M.2 SDR บน Crowd Supply โดยมีเป้าหมายการระดมทุน $109,987(3.8 ล้านบาท) แพ็คเกจเริ่มต้นที่ $299(~10,000฿) สำหรับโมดูล usDR เท่านั้น และราคาสูงสุด $997 (~34,000฿) เป็น usDR Early Adopter Kit พร้อมกับโมดูล usDR, บอร์ดอะแดปเตอร์ 3 อัน, บอร์ดพัฒนา PCIe, สายอากาศ และอุปกรณ์เสริมอื่นๆ ค่าส่งมายังประเทศไทย $18(~600฿), แพ็คเกจชุด Early Adopter มีกำหนดจัดส่งปลายเดือนพฤศจิกายน 2023 และแพ็คเกจอื่นๆ จะจัดส่งในปลายเดือนกุมภาพันธ์ 2024