PCとUSRP-RIOを最高の速度で10GBe(SFP+)接続する方法と注意点

NI USRP-2943RなどのリアパネルにはSFP+ポートが2つ付いていて、1Gb/sと10Gb/sでの接続が出来ます。

USRP-RIOのFPGAを改変する場合は、MXIによるPCIe接続が必要になりますがIQデータを取得、送信するだけであれば10Gigabit ethernet経由で使用することが出来ます。

またMXIの最大ケーブル長は7mですが、SFP+であればさらに離れたところに接続することが出来ます(調べたところではケーブルは15mまで購入できる)。

※今回弊社ではNI USRP-2943R (40MHz BW仕様)を使用しました。

使用するハードウェア

PC側は、以下のIntel X520-DA2を挿入しSFP+ケーブルで接続します。

ケーブルは、Molex 74752-1301(3.0M 30AWG)で接続可能です。

clip_image001

互換性が気になる方で予算のある方は、Ettus純正品から純正品を購入しましょう。

ハードウェアの準備をする

X520-DA2をPCのPCI Express x1スロットに挿入します。

次に、USRP-RIOの、Port 1側とX520-DA2のどちらかのポートをSFP+ケーブルで接続します。

もしUSRP-RIOがMXIケーブルで接続されている場合は、外しておきます。

USRP-RIOのPort 0は1Gb/s ethernetなので、必ずUSRP-RIOリアパネルのPort 1の10Gb/s側に接続します。

USRP-RIOの電源を投入したらPCを起動します。

X520-DA2のドライバをダウンロードする

X520-DA2のデバイスドライバは、ネットワークに接続されている場合Windowsが自動インストールしますが、詳細設定項目が少なくデフォルト設定ではパケット落ちなど発生するためパフォーマンスに劣ります。

Intelからダウンロードして、インストールしておきます。
https://downloadcenter.intel.com/ja/product/39776/-X520-DA2

clip_image002

PC側のIPアドレスを設定する

認識すると以下のようにイーサネットアダプタが認識して接続状態になります。

USRP-RIOの電源が入っていなかったり、ケーブルが接続されていないと、赤い×がつきます。

clip_image003

USRP-RIOと接続しているアダプタのプロパティを開いて、IPアドレスを設定します。

USRP-RIO側のデフォルトIPアドレスは "192.168.40.2"なので、PC側のIPアドレスは "192.168.40.41/255.255.255.0"としておきます。

clip_image004

※注意
2017/06/02現在、
NI USRP-2943RのGetting Started Guideには、USRP-RIOのデフォルトIPアドレスが "192.168.10.2"と書かれていますが、誤りです。恐らくNI USRP-2922などのNシリーズ(ギガビットイーサネット接続のUSRP)と間違えているのか、過去のバージョンのデフォルトIPアドレスなのでしょう。NI USRP-2950RのGetting Started Guideには、イーサネット接続の記述自体がありません。不可思議です。

詳細設定で最高速度を出す設定を行う

X520-DA2のプロパティの「構成」ボタンを押下します。

clip_image005

以下の詳細設定タブを選択して、以下の表の設定を行います。

clip_image006

項目

設定値

備考

RSSキューの最大数

2キュー

ジャンボパケット

9014バイト

受信バッファ

4096

パフォーマンスのオプション内の設定

送信バッファ

16384

パフォーマンスのオプション内の設定

受信側スケール

有効

接続を確認する

コマンドプロンプトを起動し、ping 192.168.40.2として接続を確認します。

接続できていなければ、上記の流れを再確認して下さい。

clip_image007

次に"NI-USRP Configuration Utility"を起動します。(スタートメニューで"USRP"と検索すると出てきます。)

以下のように、デバイスタイプ X300として出て来るはずです。

clip_image008

FPGAイメージのアップデート

使用するNI-USRPのバージョンとUSRPのFPGAバージョンを合わせておく必要があります。

詳しくはこちらのNI-USRPのFPGAイメージについてをご覧下さい。

100MS/sで収録動作確認

弊社のRFレコーダー・キャプチャーソフトウェアを使用して、収録を行ってみます。

NI USRP-2943R(40MHzBW 仕様)は、IQレート120MS/sまではハードウェアで対応していますが、ひとまず100MS/sで試してみます。

100MS * 4 = 400MB/s * 8 = 3.2Gbps

の転送とストレージへの収録が出来ました。

clip_image009

ネットワークスピードは、3.2Gbpsを達成。

こんなに早いネットワークスピードを見るのは初めてです。

clip_image010

100MS/s×2台で収録動作確認

さらに2台つないで収録してみました。

100MS+100MS=200MS = 800MB/s で収録できています。

clip_image011

200MS/s×2台で収録動作確認

ちなみに2台 IQレート200MS(160MHz BW)は、データ取得できましたが、ストレージに収録するとデータ落ちが発生しました。NI-USRP&10GBeではこのあたりのレートが限界かも知れません。

これ以上のレートで収録する場合はIDLが必要ですね。

clip_image012

以上

コメント