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Baseband Design

基頻調變系統的設計是純粹的軟體+韌體架構，實現的平台是採用近年來當紅的UDOO單板電腦，在其16GB的SD卡上執行一個UDOO客製化版本的Ubuntu Linux，由其Freescale IMX6 四核心ARM處理器運行。圖3a為基頻調變系統的實現架構。

Figure3a
Figure 3a, Baseband Keyer Architecture @ UDOO

Software

當系統啟動時，一個bash程序會執行Ubuntu Linux上的NTP校時，並把校正後的時間寫入RTC裡，當新的一分鐘開始時，一個運行於Ubuntu Linux的C程式會被喚醒，開始執行時間編碼，如圖3b所示，是時間09:16 AM, Monday, 2009/09/28被編碼後的成果。

Figure3b
Figure 3b, An Encode Example

Firmware

韌體層的實作方式是採用UDOO單板電腦上整合的Arduino Due (Atmel SAM3X8E MCU)，透過tty序列界面與UDOO單板電腦溝通，當UDOO單板電腦送達公眾資訊、時間資訊與同步位元後，Arduino Due編譯出120bits的編碼出120bits的編碼，並透過我們撰寫在內部的韌體進行Amplitude-Shift-Keying，以類似Pulse-Width-Modulation的形式將這些位元碼轉成High-Low形式的訊號，如圖3c所示。

Figure3c
Figure 3c, Implement ASK on UDOO

Demonstration of Baseband

圖3d為時間精度的檢查與驗證，基於Freescale的IMX6將乙太網路、處理器與匯流排整合為一顆SoC，因此在進行NTP校正時的精確度良好，可收歛達微秒的誤差等級。

Figure3d
Figure 3d, The Software runs on UDOO Ubuntu OS

圖3e為Atmel SAM3X8E MCU解出IXM6Q送達的15個bytes，展開成120個bits，透過Arduino IDE的Serimal Monitor觀察解碼的正確性，可以注意到defined function的部份尚未實作，因此每分鐘的前40秒要傳送的位元都是0。

Figure3e
Figure 3e, The Encoded Bits Received by SAM3X8E MCU

當Atmel SAM3X8E能夠正確擷取IMX6Q送達的15bytes，展成120個bits時，就可透過上述的調變機制與範例程式，將2個bits調變成一個PWM波，從Pin 13送出這個調變後的基頻訊號，由於我沒有邏輯分析儀，因此使用示波器的Hold模式去捕捉，如圖3f。

Figure3f
Figure 3f, The ASK Signal that is Monitored by the Oscilloscope.

Other stuff

其實像這種簡單的類比/數位調變技術，例如AM、FM、ASK、PWM等等，都能透過這種開源社群的開發板完成自製，不需要購買昂貴的廠製品，不然如同圖3g所示Digi-key報價，8,200美元，即25萬元左右的台幣，絕非是一般人願意花錢買來做測試的。

Figure3g
Figure 3g, The Equivalent time Signal Generator on Market