AWR1243+DCA1000——硬件触发(Hardware Trigger)

一 引 言

对于二维滑轨的雷达扫描系统来说，当滑轨系统运动运动速度较慢时，可以忽略其启动和停止时的加速度，而假定导轨在整个导程中是匀速运行的，这时设定雷达信号的帧发射周期即可实现在整个二维扫描平面的均匀采样，此时雷达板发射雷达信号是软件触发的。但值得注意的是，这仍然是一个开环系统。

对于运动速度较快的滑轨系统来说，滑轨在启动和停止时的加速度的影响不可忽略，这时必须引入一个反馈调节构建一个闭环系统。这里可以引入一个单片机(Arduino, STM32等)，对步进电机发射的脉冲(脉冲数与滑轨的移动距离是对应的)进行计数，当统计的脉冲数达到既定阈值(即滑轨移动了既定距离)时，单片机发射一个脉冲信号给雷达板，通过硬件触发的方式实现均匀间隔采样[1]。

二 硬件触发

问题：那么对于AWR1243如何实现硬件触发呢？

1. 首先看《AWR1243单芯片77GHz和79GHzFMCW收发器数据表》[2] (以下简称《数据表》)中是怎么说的。

在《数据表》的8.9.2节中我们可以看到对“同步帧触发”的详细说明。

  1. AWR1243支持外部脉冲信号SYNC_IN来实现硬件触发雷达帧信号发射；
  2. 外部脉冲信号和雷达信号发射的一般间隔时间(T_lag)大约为160ns，也可以通过额外的编程延时来控制帧的发射时间；
  3. 外部脉冲信号SYNC_IN的周期应大于设定的雷达信号的帧周期；
  4. 外部脉冲信号SYNC_IN的脉宽范围为：25~4000 ns。

2. 在D:\ti\mmwave_dfp_01_02_06_03\docs地址下可以找当文档mmWave-Radar-Interface-Control.pdf[3] (以下简称《接口控制》)。

在《接口控制》中的5.5.3节中可以找到关于硬件触发和SYNC_IN的详细说明：

  1. 外部脉冲信号SYNC_IN脉宽应小于1us(与《数据表》中不同)，且应大于25ns；
  2. 外部脉冲信号SYNC_IN的周期应考虑配置的帧触发延迟和帧周期；
  3. 外部脉冲信号SYNC_IN应在上个帧结束150us后再发射，帧触发延时建议小于300us


3. 接下来就是找SYNC_IN的输入管脚在哪里，以AWR1243BOOST为例，查找《AWR1243用户手册》[4] 。

我们可以在《AWR1243用户手册》中的2.4节中找到J5的P10管脚就是SYNC_IN的输入管脚。
同时，注意到在HD连接器中也有对应连接的SYNC_IN的输入管脚(DCA1000通过HD连接器连接到雷达板AWR1243会影响到硬件触发信号SYNC_IN[5])。

The SYCN IN pin is connected to the DCA1000 via R62. So the DCA1000 would also be driving this pin. You would need to remove the R62 to use hardware trigger mode so that there are not two drivers on the SYNC IN pin.



4. 基于上面的调研，我们要将单片机连接至AWR1243BOOST的J5P10的SYNC_IN的输入管脚，同时切断HD连接器中的SYNC_IN输入信号管脚。

  1. The Rev B should have R165 installed by default, but you can double check that. There is another issue, the SYCN IN pin is also connected to the DCA1000 via R62. So the DCA1000 would also be driving this pin. You need to remove the R62 so that there are not two drivers on the SYNC IN.
  2. As pointed out in the schematics, R165 is a normal Zero-ohm resistor to connect the Sync in signal with the J6 connector[6].
    首先查看AWR1243BOOST的封装版本：RevA or Rev B ？查看方法：封装版本号印刷在EVM评估板上(即AWR1243BOOST)。

    在AWR1243BOOST RevB的封装图[7]中可以找到R165和R62电阻对你供应的位置。


    由上图可见，R165和R62均存在，R165保证了J5P10与SYNC_IN信号的连接，应去除R62电阻或对应HD连接器上的阵脚，隔离DCA1000对SYNC_IN的影响。

5. 其他问题

(1) R62电阻问题

Q：那么去除R62电阻，会不会有其他副影响呢？会不会影响原先正常的雷达参数配置和软件触发？
A：不会有副作用影响，不会影响原先正常的雷达参数配置和软件触发。另外可选择打开60引脚连接线的外壳，将对应的针脚挑断。

(2) 硬件触发和软件触发的区别？

Q: 我还想问一下这个硬件触发跟软件触发的区别，现在我用的AWR1243+DCA1000软件触发是用的LUA脚本如下，硬件触发是一样发这样的指令吗，还是说有什么区别。

A: 没啥区别 就是选成 hardware trigger，然后点了start frame 以后，30s 以内必须收到触发信号。
Q: 是这个意思吗?
A: 硬件触发同软件触发一样要求这些指令，只不过软件触发再start frame后会立即触发。
Q: 您的意思是我要从上位机上发这些指令，
只不过再选择硬件触发后不会立即发射信号而是等硬件触发的信号，是这个意思吗
A: 是的，也要点 dca1000 arm 和 trigger frame。然后这个时候雷达不会启动，等待外部信号。
Q: 一次外部信号触发后会发射所有帧，下一次触发我应该不用再点 dca1000 arm 和 trigger frame了吧，是这样吗?
A: 不是的，每一帧都要外部触发。
Q: 所以是一次外部信号只触发一个帧，直到外部信号把预设的帧数全部触发完就结束了对吧。
A: 另外，要调节合适的帧周期。我记得是比如你想要一帧间隔100ms 那么你的触发信号时间要大于所有chirp的时间，但是ui界面设置的间隔要90ms，控制器要在100ms触发下一帧。反正就是用了外部控制器，所有的帧触发都是外部控制，但是ui界面上的时间也要调整到<外部触发的时间点，要不然他内部会屏蔽外部的信号。

以上QA问答来自QQ群(mmWave Radar技术交流2群)群友大佬“1843 机器人”。特此感谢 ❀

参考文献

  1. Yanik M E, Wang D, Torlak M. Development and Demonstration of MIMO-SAR mmWave Imaging Testbeds[J]. IEEE Access, 2020, 8: 126019–126038. ↩︎

  2. AWR1243单芯片77GHz和79GHzFMCW收发器数据表. ↩︎

  3. mmWave-Radar-Interface-Control.pdf. ↩︎

  4. AWR1243 User's Guide. ↩︎

  5. AWR1443BOOST: hardware trigger. ↩︎

  6. DCA1000EVM: Synchronized Frame Triggering issue. ↩︎

  7. AWR1243BOOST Schematic, Assembly, and BOM (for Rev B Boards). ↩︎

posted @ 2024-03-09 15:50  Fangrx  阅读(209)  评论(0)  编辑  收藏  举报