Forum: HF, Funk und Felder Warum gibt es eigentlich so gut wie keine SDR mit FPGA?


von Daniel C. (dan1el)


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Hallo,
warum gibt es eigentlich so gut wie keine SDR mit FPGA, das müsste 
zusammen mit einem AD-Wandler doch bestens funktionieren?!

von Gustav G. (gustavgggg)


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SDR = Software Defined Radio. FPGA ist Hardware. Man kann auch alles im 
FPGA machen aber der Aufwand für mal eben eine FFT ist deutlich höher. 
Bei einer Vorverarbeitung und Steuerung von AD-Wandlern mache ich das 
auch oft im FPGA aber eben nicht alles.

von Al (almond)


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Es gibt jede Menge SDR mit FPGA. Sehr verbreitet ist zum Beispiel der 
Kiwi Web SDR. Der macht sogar die Demodulation und FFT im FPGA. Aber 
viele Andere SDR Konzepte machen zumindest die Dezimation in einem FPGA.

: Bearbeitet durch User
von Gerhard H. (ghf)


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Daniel C. schrieb:
> Hallo,
> warum gibt es eigentlich so gut wie keine SDR mit FPGA, das müsste
> zusammen mit einem AD-Wandler doch bestens funktionieren?!

Der Red Pitaya ist eigentlich genau das. 2*ADC. 2*DAC,
im Zync: Arm & FPGA,   Netzwerk, Linux.
Geht auch als VNA oder SA, je nach Programm.

<   https://redpitaya.com/de/sdrlab-122-16/    >

Ui, als ich meinen gekauft habe waren die noch billiger.
OK, die ADCs hatten ein oder 2 Bits weniger.
Die Quellen sind offen. Ein Paul Demin? aus Belgien WIMRE.

Gerhard

: Bearbeitet durch User
von Bradward B. (Firma: Starfleet) (ltjg_boimler)


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Daniel C. schrieb:
> Hallo,
> warum gibt es eigentlich so gut wie keine SDR mit FPGA,

Kompletter Bullshit diese Behauptung !!! Es gibt jede Menge 
SDR-Funkgeräte.

Aber wie das eben die Natur von Hi-Tech ist, nicht gerade im LowPrice 
Consumer Segment.
Die ersten FPGA-SDR sollten vor mehr als 20 Jahren verfügbar gewesen 
sein und wenn man nicht direct an der Antenne die Digitalisierung 
ansetzt sondern irgendwo tiefer im ZF-Bereich noch früher.

Da ein System von 1998 (Stichworte Nutaq signalmaster): 
https://perso.univ-rennes1.fr/olivier.sentieys/publications/2004/Saidi04.pdf

Heutzutage gibt es auch FPGA mit integrierten AD-Wnadler - ideal für 
SDR.
Kostet allerdings so einiges, der Preis sollte für manchen Hanswurst ein 
Hieb in die Magengrube sein.

https://www.xilinx.com/products/boards-and-kits/device-family/nav-zynq-ultrascale-plus-rfsoc.html
https://www.intel.de/content/www/de/de/products/details/fpga/agilex/9/direct-rf-series.html

da mal ein paar ältere threads zum Thema:
* Beitrag "SDR- Transceiver mit dem RedPitaya"
* 
Beitrag "FreeSRP - Open Source Software Defined Radio"
* Beitrag "Software Defined Radio Platform"

: Bearbeitet durch User
von Günter R. (guenter-dl7la) Benutzerseite


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Beitrag "Nachbau N2ADR SDR Transceiver"

Eins der ersten Selbstbauprojekte so um 2010 unter N2ADR im Netz zu 
finden.
Eigener Nachbau läuft heute noch mit quisk als Software.

von Res (resmon)


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Daniel C. schrieb:
> warum gibt es eigentlich so gut wie keine SDR mit FPGA, das müsste
> zusammen mit einem AD-Wandler doch bestens funktionieren?!

Die, die es gibt, wurden bereits erwähnt.
Aber es gibt auch hürden. FPGAs sind teuer da es relativ viele Gatter 
braucht. Und der Entwicklungsaufwand ist erheblich, PC Software kann man 
sich hingegen irgendwo zusammenkopieren.
Und PCs sind inzwischen auch enorm leistungsfähig. Für den RX888 gibt es 
z.B. eine Software die auf der GPU läuft und hunderte gleichzeitig 
nutzbare Kanäle bereitstellt:
https://github.com/PhantomSDR/PhantomSDR

von F. M. (foxmulder)


Angehängte Dateien:

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Daniel C. schrieb:
> warum gibt es eigentlich so gut wie keine SDR mit FPGA, das müsste
> zusammen mit einem AD-Wandler doch bestens funktionieren?!

Was ist das für eine lächerliche Frage?

SDR ist ein Konzept ein Funkgerät/Empfänger umzusetzen, das ist 
überhaupt kein "Gerät".
Bastler verstehen unter "SDR" halt diese USB-Empfänger auf Basis 
RTL2832U etc.
Dieser Chipsatz implementiert ein SDR-Konzept und ermöglicht es somit 
Empfänger zu bauen. Da dieser Chip die Verarbeitung schon intern macht 
und direkt I/Q Werte/FFT per USB zur Verfügung stellt braucht man für 
einen solchen Empfänger kein FPGA mehr.

Aber natürlich gibt es tausende andere Geräte, selbst Amaterfunkgeräten 
verwenden längst FPGAs.
Icom IC705 zB.

: Bearbeitet durch User
von Carsten S. (dg3ycs)


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F. M. schrieb:
> SDR ist ein Konzept ein Funkgerät/Empfänger umzusetzen, das ist
> überhaupt kein "Gerät".


Grundsätzlich richtig...

F. M. schrieb:
> Was ist das für eine lächerliche Frage?

Aber es gibt viele Module die eine Kombination aus dem eigentlichen 
Transceiver (im einfachsten Fall AD und DA Wandler, meist aber 
spezialisierte Bausteine wie dem AD9361) und etwas 
Datenverarbeitungslogik als Baugruppe kombiniere und Umgangssprachlich 
als SDR bezeichnet werden.
Die USB Sticks mit RTL2832U sind die mit Abstand wohl einfachsten davon.

Übrigens bezeichnen selbst die HErsteller, selbst in diesem Produktzweig 
etablierte (wie Ettus Research, mittlerweile zu National Instruments 
gehörend), diese Geräte auch selbst als "SDR"
Beispiel von der Ettus Website:
> The USRP N320 is a networked software defined radio that provides

Es ist ziemlich Offensichtlich das der TO so etwas meint, das nicht zu 
verstehen zeugt nicht gerade von Weitsicht und nein, es ist kein Zeichen 
von Professionalität angesichts der doch verbreiteten 
Umgangssprachlichen Verwendung, selbst durch die bekannten Hersteller 
selbst, da den Besserwisser zu spielen.
Sondern zeigt die reine Unwissenheit!

Aber zur Ursprungsfrage:
Gerade von diesen SDR-Modulen gibt es sehr viele mit internem FPGA um 
bereits auf dem Modul die ersten Verarbeitungsschritte vornehmen zu 
können.
Im professionellen Bereich gibt es faktisch nichts anderes als solche 
Baugruppen mit internem FPGA. Selbst der einfache Adalm-Pluto hat 28000 
LUT.
Eine andere Low-Cost Version für den Semiprofessionellen und "einfachen" 
professionellen (labor, Testaufbauten) Einsatz hat 49k LUT bzw. 301k LUT 
in der erweiterten Version.
https://www.nuand.com/product/bladerf-xa4/

Und schon die kleinen Modelle der "Bekannten" Hersteller liegen da 
drüber, von den großen für einige 10k euro ganz zu schweigen.
https://www.ettus.com/all-products/usrp-x410/

https://www.ettus.com/product-categories/usrp-x-series/

Gruß
Carsten

: Bearbeitet durch User
von Jens B. (dasjens)


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PlutoSDR, KiwiSDR, LimeSDR,Hermes Lite, SunSDR2-PRO, das Teil von 
websdr.org in Twente. 5 davon können auch Senden.
Und sicher viele weitere die ich nicht kenne.

Zähl doch mal SDR auf, die keinen FPGA beinhalten, und dann können wir 
das ja mal ins Verhältnis setzen.

von Norbert G. (schnobbi)


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QS1R, Hermes, Angelia, Orion, Saturn

von Daniel C. (dan1el)


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Danke für die vielen interessanten Antworten! Dass es so viele 
SDR-Projekte mit FPGA gibt, war mir nicht bewußt. Danke für die 
Informationen!

Jens B. schrieb:
> Zähl doch mal SDR auf, die keinen FPGA beinhalten, und dann können wir
> das ja mal ins Verhältnis setzen.
FPGA:
-PlutoSDR
-KiwiSDR
-LimeSDR
-Hermes Lite
-SunSDR2-PRO
-das Teil von websdr.org in Twente



Norbert G. schrieb:
Nicht-FPGA:
-QS1R
-Hermes (Anm.: ?)
-Angelia
-Orion
-Saturn

meine Zufügung Nicht-FPGA:
-uSDX/(tr)uSDX
-RTLSDR (1 und 2)
-alles rund um Soundkarte/HPSDR (?!, wobei, könnte frontsite-mäßig auch 
FPGA sein)
-RSP1


Was ist mit AirSpy, HackRF, DX-Patrol, Colibri?

von Al (almond)


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Daniel C. schrieb:
> -alles rund um Soundkarte/HPSDR (?!, wobei, könnte frontsite-mäßig auch
> FPGA sein)

Wenn erst auf Audio Basisband-Seite von der Soundkarte digitalisiert 
wird, wo soll da ein teueres und leistungsfähiges FPGA etwas nützen? Es 
sind doch Audio-Frquenzen mit niedriger Bandbreite, die hier 
digitalisiert werden. Nach der Soundkarte steht doch I/Q schon im PC für 
die Verarbeitung zur Verfügung.

Das gleich gilt für alle historissch überkommenen Softrock basierten 
Soundkartenbasierten SDR, die hier aufgezählt wurden.

Daniel C. schrieb:
> Was ist mit AirSpy, HackRF, DX-Patrol, Colibri?

Im Falle eines Airspy ist es ein hochintegrierte STM109 single chip 
all-in-one Komplett IC, das vom RF-Frontend über die Digitalisierung und 
das DSP alles integriert hat. Da braucht es keine frei programmierte 
Logik, da ist alles schon auf dem Chip.

https://www.st.com/en/automotive-infotainment-and-telematics/sta709.html

Im Colibri erledigt ein Altera MAX10 FPGA das DSP Preprozessing vor dem 
PC.

: Bearbeitet durch User
von Norbert G. (schnobbi)


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Bitte korrigieren! Alle genannten gehören zur Kategorie „FPGA“!
> Norbert G. schrieb:
> FPGA:
> -QS1R
> -Hermes (Anm.: ?)
> -Angelia
> -Orion
> -Saturn

Hermes (TAPR, OpenHPSDR) basiert auf dem QS1R und ist nicht mit dem 
HermesLite verwandt.
Angelia, Orion sind weiter entwickelte HermesSDR. Saturn ein komplett 
neuer Ansatz: Anbindung von ADC, DAC und FPGA per PCI an ein PI-Module 
CM4.

von Al (almond)


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Im Hack-RF wird ein CPLD verwendet, also ein einem FPGA ähnliches, nur 
fest programmiertes Logikarray

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