Strojna in programska oprema za naslednjo generacijo brezžičnega oddajnika in sprejemnika

MIHELIČ, FRANCI (author), Žemva, Andrej (mentor)

Predmet diplomske naloge je seznaniti se z brezžično tehnologijo ter razviti strojno in programsko opremo (ang. firmware) za brezžični sprejemnik-oddajnik, namenjen vgradnji v električni avtomobil, v okviru evropskega razvojnega projekta Pollux tehnološke platforme Artemis. Diplomsko delo je bilo izvedeno v podjetju Infineon Technologies AG v Gradcu (Avstrija), kjer ima omenjeni koncern središče za razvoj senzorjev ter čipov za avtomobilsko industrijo ter razvoj RF ID brezkontaktnih čipov za varnostne aplikacije (uporaba v potnih listih ter plačilnih karticah). Namen omenjenega evropskega projekta je postaviti nove smernice ter standarde z uvedbo novorazvitih tehnologij v električni avtomobil prihodnosti. Glede na strmo naraščanje električnih ter elektronskih sistemov v sodobnih avtomobilih je eden izmed ciljev projekta standardizacija vgradnih komponent, ki so med seboj prepleteni v skupno platformo. Nova težnja je tudi uporaba brezžičnih tehnologij v avtomobilu, saj na ta način omogočimo lažjo povezavo težje dostopnih komponent (senzor tlaka v pnevmatiki, stanje baterije,..), s tem nadomestimo veliko bakrenih žic v avtomobilu. Vloga podjetja Infineon Tehnologies AG pri projektu Pollux je razviti brezžični sprejemnik-oddajnik, ki ustreza vsem zahtevam projekta. Razvit je za ISM (industrija, znanost, medicina) frekvenčno področje (300 – 960 MHz), omogoča različne modulacije signala (FSK, ASK, GFSK, MFSK) ter omogoča hitrosti prenosa podatkov do 110 kb/s. Je izredno varčen, saj je po naravi »Wake-up« sprejemnik-oddajnik, kar pomeni, da je večino časa v stanju spanja ter se prebudi le ob pojavu ustreznih ukazov (zahteva po sprejemanju, pošiljanju podatkov, itd..) ter izvede zahtevane naloge. Po opravljenih nalogah se ponovno vrne v stanje spanja in čaka na nov ukaz. Posebnost Pollux sprejemnik-oddajnika je tudi ta, da spada v družino pametnih sprejemnik-oddajnikov (ang. smart transceiver), to pomeni, da je programabilen ter ima krmilno enoto, ki izvaja strojno kodo (ang. firmware), ki jo lahko naložimo tudi kadarkoli pozneje, ko je sprejemnik-oddajnik že v uporabi. Pollux sprejemnik-oddajnik predstavlja fizični sloj (ang. Physical layer) v OSI-modelu (ang. Open Systems Interconnection Model) v naši komunikacijski shemi. Ena izmed glavnih nalog Pollux sprejemnik-oddajnika je, da vsebuje številne konfiguracijske nastavitve, potrebne za sprejemanje ter pošiljanje podatkov, ter na ta način olajša sam proces prenosa podatkov. Je vezni člen med glavnim računalnikom ter zunanjim svetom ter prejema ukaze od glavnega računalnika preko SPI vodila.

• Language: Slovenian
• Keywords: brezžični sprejemnik-oddajnik, strojna koda »firmware«, fizična plast, OSI referenčni model, povezovalna plast, ISM frekvenčno področje, SPI vodilo, procesor, medpomnilnik FIFO, krmilna enota, digitalna vezja, simulacija.
• Work type: Undergraduate thesis
• Organization: FE - Faculty of Electrical Engineering
• Year: 2015
• PID: 20.500.12556/RUL-73467
• Publication date in RUL: 18.11.2015

Secondary language

• Language: English
• Title: Firmware for the next generation of wireless transceiver

Abstract

The goal of this diploma thesis is to develop firmware for the Pollux Wireless Transciever which is used in an electrical vehicles that was developed as a part of the Pollux research project of the Artemis Technology Platform. The transceiver is designed for the industrial, scientific and medical (ISM) radio band and offers a wide range of potential use with its various configuration possibilities. With its low power consumption and a programmable control unit (Smart Transceiver) it serves as the next step in the development of wireless technology in the automotive industry. The firmware contains basic configuration settings of the transceiver and represents the first stage in the Open Systems Interconnection (OSI) model in our communication scheme (physical layer). Our firmware operates on the base of interrupt handling, using a mechanism for controling the interruptions with its unique 16-bit processor .

• Keywords: Smart & Wake-up transceiver, Firmware, Physical layer, Open Systems Interconnection model, Data Link Layer, ISM band, SPI, processor, FIFO buffer, system controller, digital circuits, simulation.