芯耀
与非AI
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项目概述
本项目基于高云半导体 GW5AT-LV60 FPGA 与 ADI AD9363/AD9361 射频收发器，构建了一套灵活可重构的软件无线电（SDR）验证平台。
系统采用软硬件协同设计架构：高速基带信号处理部署于 FPGA 端，交互控制与业务展示部署于 Python 上位机，二者通过千兆以太网实现高带宽交互，成功实现了 QPSK 等多种调制方式的实时无线通信与动态参数配置。
两台设备在真实无线信道环境下数据传输速率可达 4 Mbps。系统同时预留 USB 2.0 接口（开发中），进一步扩展物理连接的灵活性，为低成本、高透明度的 SDR 工程实践提供了一套完整的开源参考方案。
硬件架构设计
硬件平台的核心选用高云 GW5AT-LV60 FPGA，该器件仅包含可编程逻辑（PL）端，未集成 ARM 等硬核处理器。针对 AD9363/AD9361 射频前端的驱动需求，项目采用“FPGA+外置 MCU”的协同架构：
控制与初始化
基带信号处理
这种纯 PL 端设计规避了异构 SoC（如 Xilinx ZYNQ）中 PS 与 PL 交互的复杂性与黑盒效应，使高速数据流路径完全透明、时序精确可控，便于开发者深入追踪底层硬件时序与 SDR 工作原理。
上位机软件架构
PC 端配套开发了基于 PyQt5 的图形用户界面（GUI），采用多线程分层架构，确保界面响应与数据收发的解耦。
总体布局与线程管理
主窗口（main_window.py）采用左右分栏布局：左侧为参数配置区，右侧为多选项卡业务区。后台运行多个独立的 QThread 工作线程，分别负责串口通信、UDP 网络收发、音频流采集/播放和摄像头采集，所有线程间通过 Qt 信号槽机制完成线程安全的数据传递。
通信接口与协议栈
串口通信：串口线程（serial_worker.py）支持端口枚举与最高 921600 bps 波特率的全双工收发，接收端逐行解析数据流，识别 key=value 格式的参数响应并转发至配置面板。
以太网通信：网络模块（ethernet_worker.py）基于 UDP 实现了可靠与不可靠双模式传输，针对不同业务量身定制协议：
文本命令：采用停等协议，支持最多 128 次重传，确保指令绝对可靠。
文件传输：先以停等协议发送含文件名与大小的文件头，随后以 SR（Selective Repeat）滑动窗口协议（窗口大小 4）发送数据载荷，全程携带 CRC32 校验，实现乱序重传与差错恢复。
实时视频：采用自定义分包协议（帧头含帧 ID、分片序号、总分片数），每帧拆分为最大 1024 字节分片后以不可靠方式发送，接收端按帧 ID 重组，平衡画质与延迟。
实时音频：以不可靠方式直接发送 PCM 音频块，牺牲部分抗干扰能力以优先保证低延迟实时性。
射频参数动态配置
上位机集成 AD9363 参数面板（params_widget.py），分 TX/RX 两选项卡，涵盖本振频率、采样率、射频带宽、增益控制、FIR 使能及 DDS 音调频率等核心参数。每个参数条目通过串口以 key=value 格式下发指令，支持手动一键批量查询与连接后自动刷新状态。
多媒体与物联网业务
文件与文本：支持文本消息收发及带实时进度条与速率显示的文件可靠传输。
实时双向语音：基于 sounddevice 库以 44100 Hz / 单声道 / float32 格式采集，通过 UDP 低延迟传输，接收端经队列缓冲后驱动扬声器输出，两侧均内嵌基于 QPainter 与 NumPy 的波形控件（默认 5 倍增益、双缓冲渲染）。
实时双向视频：基于 OpenCV 采集，水平翻转后编码为 WebP 格式经 UDP 发送。
物联网演示：包含独立的网络视频监控选项卡及 433 MHz 无线物联网控制演示（iot_widget.py），后者以 500 ms 周期轮询 query_led_state? 指令，驱动自绘灯泡控件可视化设备状态。
本系统通过FPGA + STM32 + Python上位机的分层协作，实现了从射频前端配置、高速基带处理到高层业务应用的全链路贯通，为低成本 SDR 工程实践提供了极具价值的开源参考。
如何获取？
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开源高云SDR项目
