USRP固件和FPGA程序烧写

本文详细介绍了如何下载并烧录USRP N210的固件与FPGA程序。首先通过uhd_images_downloader.py下载所需的固件与FPGA文件,然后利用usrp_n2xx_net_burner_gui.py图形化工具完成烧录过程。

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本文假设你已经完成了电脑中的UHDhost编译和安装工作,如果你的UHD是默认安装且安装成功的话,那么你电脑中的/usr/local/lib/uhd/utils文件夹下会存在以下文件。

我们需要使用uhd_images_downloader.py来下载USRP板子需要烧写的固件和FPGA程序。

1)执行以下命令来下载板子固件和FPGA程序

$ sudo ./uhd_images_downloader.py

执行完上述命令后,板子固件和FPGA程序会自动下载到你电脑中的/usr/local/share/uhd/images文件夹中了。

 

因为我使用的USRP型号是N210,因此我要用的板子固件是usrp_n210_fw.bin和最新的FPGA程序usrp_n210_r4_fpga.bin这两个文件

2)运行图形化界面烧写工具

在路径/usr/local/lib/uhd/utils下,执行以下命令

$ sudo ./usrp_n2xx_net_burner_gui.py

之后就会打开一个图形化界面烧写工具的界面,

 

板子固件选择usrp_n210_fw.binFPGA程序选择usrp_n210_r4_fpga.bin

点击扫描设备找到设备后选中设备,然后再点击Burn Images即可等待烧写完成。

 

sudo uhd_images_downloader # 下载最新固件 sudo uhd_image_loader --args="type=pluto" # 强制加载 PlutoSDR 固件 [INFO] Using base URL: https://files.ettus.com/binaries/cache/ [INFO] Images destination: /usr/share/uhd/images [INFO] Target x4xx_x410_fpga_default is up to date. [INFO] Target x3xx_x310_fpga_default is up to date. [INFO] Target x3xx_x300_fpga_default is up to date. [INFO] Target e3xx_e310_sg1_fpga_default is up to date. [INFO] Target e3xx_e310_sg3_fpga_default is up to date. [INFO] Target e3xx_e320_fpga_default is up to date. [INFO] Target n3xx_n310_fpga_default is up to date. [INFO] Target n3xx_n300_fpga_default is up to date. [INFO] Target n3xx_n320_fpga_default is up to date. [INFO] Target b2xx_b200_fpga_default is up to date. [INFO] Target b2xx_b200mini_fpga_default is up to date. [INFO] Target b2xx_b210_fpga_default is up to date. [INFO] Target b2xx_b205mini_fpga_default is up to date. [INFO] Target b2xx_common_fw_default is up to date. [INFO] Target usrp2_usrp2_fw_default is up to date. [INFO] Target usrp2_usrp2_fpga_default is up to date. [INFO] Target usrp2_n200_fpga_default is up to date. [INFO] Target usrp2_n200_fw_default is up to date. [INFO] Target usrp2_n210_fpga_default is up to date. [INFO] Target usrp2_n210_fw_default is up to date. [INFO] Target n230_n230_fpga_default is up to date. [INFO] Target usrp1_usrp1_fpga_default is up to date. [INFO] Target usrp1_b100_fpga_default is up to date. [INFO] Target usrp1_b100_fw_default is up to date. [INFO] Target octoclock_octoclock_fw_default is up to date. [INFO] Target usb_common_windrv_default is up to date. Error: RuntimeError: There is no image loader registered for given type "pluto".
03-21
<think>嗯,用户问的是关于搭建USRP N320的系统调用。我需要先回忆一下USRP N320的基本信息。USRP是通用软件无线电外设,由Ettus Research(现在是NI的一部分)开发。N320是其中一款高性能设备,支持多输入多输出(MIMO),适合各种SDR应用。 首先,用户可能需要知道搭建系统的基本步骤。我应该分硬件软件两部分来讲。硬件方面,N320通常需要连接天线、网络,可能还需要同步多个设备。软件方面,可能需要安装UHD驱动GNU Radio这样的工具。 然后,用户可能关心具体的配置步骤。比如网络配置,因为N320通常通过1G或10G以太网连接,IP地址的设置可能是个问题。需要提到如何设置静态IP或者DHCP。还有固件FPGA镜像的,这一步有时候会遇到问题,比如驱动未正确安装或者权限不够。 接下来是软件部分。UHD是必须的,它是控制USRP设备的底层驱动。安装方法可能因操作系统而异,Linux下常用源码编译或者包管理器,Windows可能需要二进制安装包。还要提到检查设备是否被正确识别,比如运行uhd_find_devices。 然后可能需要介绍如何使用GNU Radio Companion来创建流程图,调用USRP作为源或 sink。这里可能需要一个简单的例子,比如生成一个正弦波通过USRP发送,或者接收信号并显示频谱。要注意说明数据流的连接参数设置,比如中心频率、采样率、增益等。 同步多个设备也是常见需求,特别是MIMO应用。需要提到使用外部时钟源(如GPSDO)或者通过PPS参考时钟输入来同步多个N320。这可能涉及到硬件连接软件配置,比如设置主从模式。 故障排除部分也很重要。常见的比如网络连接问题,权限问题(需要将用户加入usb组或者设置sudo权限),固件不匹配等。应该给出一些检查命令,比如ifconfig查看网络接口,dmesg查看内核信息,或者uhd_usrp_probe来检测设备状态。 可能还需要提到高级应用,比如结合MATLAB或LabVIEW,或者使用Python直接调用UHD的API。这对不同需求的用户有帮助。 要确保语言清晰,步骤详细,但不过于冗长。用户可能是刚开始接触USRP,所以需要避免使用太多专业术语而不解释。同时,按照系统级指令的要求,数学公式要用正确的LaTeX格式,但在这个问题里可能涉及不多,不过如果有提到信号处理公式的话,比如采样率、频率计算,就需要正确使用$$...$$格式。 最后,检查结构是否合理,分点是否明确,硬件、软件、配置、应用、故障排除这些部分是否覆盖全面。确保没有遗漏关键步骤,比如固件网络配置,这些是初次使用时常遇到的问题。</think>以下是对USRP N320系统搭建的详细介绍,按步骤分解: --- ### **一、硬件系统搭建** 1. **设备连接** - **网络接口**:USRP N320需通过1G/10G以太网与主机连接。使用SFP+端口时需配置MTU≥8000(巨型帧优化)。 - **同步接口**: - 外部时钟输入:通过10MHz参考时钟(如GPSDO)实现多设备同步。 - PPS(秒脉冲)输入:用于时间对齐。 - **天线接口**:连接RX/TX通道至天线,注意阻抗匹配(默认50Ω)。 2. **电源管理** - 使用标配12V DC电源,功耗典型值约25W(满负荷时可达40W)。 --- ### **二、软件环境配置** 1. **安装UHD驱动** - **Linux**: ```bash sudo apt-get install libuhd-dev uhd-host ``` - **Windows**:从NI官网下载预编译UHD二进制包。 - **验证安装**: ```bash uhd_find_devices # 检测设备 uhd_usrp_probe # 查看详细参数 ``` 2. **固件FPGA镜像** ```bash sudo uhd_images_downloader # 下载最新镜像 uhd_image_loader --args="type=n3xx,addr=192.168.10.2" # 指定设备IP ``` --- ### **三、网络配置** 1. **静态IP设置(示例)** ```bash sudo ifconfig enp0s25 192.168.10.1 netmask 255.255.255.0 ``` - USRP N320默认IP:`192.168.10.2` 2. **MTU优化** ```bash sudo ifconfig enp0s25 mtu 9000 ``` --- ### **四、基础收发验证(GNU Radio示例) 1. **发射流程** ```python from gnuradio import gr, uhd tb = gr.top_block() src = uhd.usrp_source("addr=192.168.10.2", uhd.stream_args('fc32')) sig = analog.sig_source_c(1e6, analog.GR_SIN_WAVE, 1e3, 1) tb.connect(sig, src) tb.start() ``` 2. **接收流程** ```python sink = uhd.usrp_sink("addr=192.168.10.2", uhd.stream_args('fc32')) osc = analog.sig_source_c(1e6, analog.GR_SIN_WAVE, 1e3, 1) tb.connect(sink, osc) # 频谱显示需添加FFT模块 ``` --- ### **五、MIMO同步配置** 1. **硬件级同步** - 将多台N320的REF OUT与REF IN级联,主设备提供10MHz参考时钟。 2. **软件配置** ```python usrp.set_clock_source("external") usrp.set_time_source("external") usrp.set_time_unknown_pps(uhd.time_spec(0.0)) ``` --- ### **六、性能调优** 1. **缓冲区设置** ```python usrp.set_rx_stream_args(uhd.stream_args('fc32', args='recv_buff_size=100000000')) ``` 2. **实时内核(Linux)** ```bash sudo apt-get install linux-rt ``` --- ### **七、故障排查** - **设备未识别**:检查防火墙设置,确保UDP端口49152-49200开放。 - **时序抖动**:验证参考时钟稳定性,要求相位噪声≤-110 dBc/Hz @10kHz偏移。 - **吞吐量不足**:检查网卡是否启用RSS(Receive Side Scaling)。 --- 通过以上步骤,可完成USRP N320从硬件部署到软件调通的完整系统搭建。建议结合具体应用场景(如5G原型验证、雷达信号处理)进一步优化参数。
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