MyriadRF e bladeRF, l'SDR abbraccia l'open hardware per lanciare l'RF fai-da-te

È ormai boom conclamato per il software defined radio e il fenomeno, inserito nel contesto dell'open hardware, potrebbe creare opportunità davvero interessanti per lo sviluppo di sistemi a radiofrequenza di ogni tipo. I settori interessati sono, a parte quello delle comunicazioni militari, che pervadono un po' tutto, le industrie della telefonia cellulare, di Internet wireless, del satellite. Ovunque l'approccio SDR comincia a pagare in termini di flessibilità in un mondo in cui devono convivere tanti tipi di modulazione e standard. Finora il discorso viene portato avanti in modo più o meno convenzionale se lo si guarda in un'ottica "imprenditoriale". Chi era abituato a progettare elettronica oggi guarda al software e al DSP, ma sono sempre le aziende grandi e le piccole startup, a popolare di soluzioni il mercato.

Una di queste aziende, la britannica Lime Microsystems, ha pensato di rimescolare un po' le carte mettendo insieme l'SDR con l'hardware-plastilina inaugurato dalla ormai mitica scheda di microcontrollo Arduino. L'obiettivo è stimolare la partecipazione di un'intera comunità di sviluppo, trasferendo nei territori della progettazione elettronica i concetti "open" che hanno rinnovato profondamento il software, moltiplicando le opportunità economiche. 

Lime, uno dei leader della cosiddetta field-programmable RF commercializza un chip molto particolare, definito come "transceiver configurabile digitalmente", in pratica una radio ricetrasmittente su singolo chip che al posto dei soliti oscillatori, circuiti di sintonia e mixer, mette a disposizione del progettista RF stadi ADC, DAC, near-zero IF mixer, insomma tutto l'armamentario che radioamatori e DXer ormai conoscono bene. Prima di mettere le mani al portafoglio, questi ultimi devono sapere che il componente Lime LMS6002D (qui il datasheet) è rivolto espressamente alle applicazioni dalle UHF in su, limite che esclude molte bande amatoriali, ma è pur sempre il segno di una tendenza che farà sicuramente vedere molte cose. Ma torniamo a Lime. Utilizzando il suo chip la società del Surrey ha creato il progetto no-profit MyriadRF, una schedina - prodotta dalla taiwanese Azio, che al centro ha il chip LMS6002D e tutto intorno quel poco hardware necessario per gestire l'I/O, le alimentazioni, le interfacce verso decoder o FPGA. In più MyriadRF prevede una dotazione di software che con un investimento molto contenuto (la scheda costa 300 dollari) consente di svilupparsi in proprio un progetto SDR per frequenze RF comprese fra 300 e i 3,8 GHz. 

La notizia di Myriad RF è stata ripresa da EeTimes e da altre testate specializzate attraverso il comunicato Lime che riporto qui. Ma la sfida sembra essere già stata raccolta da altri sperimentatori. Nuand, di Santa Clara, si definisce un "group of software, hardware, and RF engineers dedicated to making understanding and experimenting with RF more accessible to hobbyists and enthusiasts". Il suo progetto è una scheda, bladeRF, che oltre al chip LMS6002D integra un processore ARM9 a 200 MHz e una FPGA Altera Cyclone 4. Anche qui, considerando che la parte RF poggia sul chip Lime Microsystems, le applicazioni devono riguardare la finestra tra 300 MHz e 3,8 GHz, ma Nuand dice di aver pensato anche a possibili convertitori per consentire lo sviluppo di soluzioni HF-VHF. BladeRF sarà disponibile a giugno e costerà da 450 euro (a variare sono il numero delle celle della FPGA) e potrà essere interfacciata a schede di controllo come Raspberry (raffigurato con bladeRF nella foto) e BeagleBoard. Nuand ha tutta l'aria di essere una prestartup e per trovare i soldi per bladeRF è andata - come tutti, di questi tempi - su Kickstarter con una "offerta pubblica" rivolta ai microfinanziatori. Sapete come è andata? L'obiettivo di partenza era raccogliere 100 mila dollari e 500 persone ne hanno offerto un totale di 190 mila nel giro di   poco tempo. 

Open source RF hardware project to further innovation using wireless communications spectrum 

Non-profit initiative creates low cost, easy to use, fully configurable RF platform with pre-made boards and free editable design files available 

12 March 2012, Guildford, UK: Lime Microsystems has launched an open-source RF initiative to widen the community of developers and aid RF innovation.
Launched as a non-profit initiative, Myriad-RF aims to give both hobbyists and experienced design engineers a range of low-cost RF boards and free design files available for general use. Future board designs will come from the wider Myriad-RF community, with the first board (Myriad-RF 1) designed by Taiwanese distributor Azio Electronics.
Myriad-RF boards use field programmable RF (FP-RF) transceivers to operate on all mobile broadband standards – LTE, HSPA+, CDMA, 2G – including all regional variants; and any wireless communications frequency between 0.3 and 3.8GHz. This includes the regulated, licensed bands and unlicensed / whitespace spectra.
Lime has also beta-launched the Myriad-RF community website and forum, www.myriadrf.org. This resource will also house the board design files and example projects with how-to guides and the ability for users to contribute extra content.
Designs hosted on myriadrf.org will initially come from Lime and close partners, but Lime seeks to increase involvement and design contribution from the general RF design community – both hobbyists and professional system designers.
Azio’s Myriad-RF 1 board measure approximately 5x5cm, uses a 5V power supply and is software configurable to operate from 300MHz to 3.8GHz and on 2G, 3G and 4G communication networks. Pre-built boards will initially retail for $299 or less via the Azio online store.
“Innovation only really happens when a large number of minds tackle a problem, and by going open-source we can slash the hardware costs and open RF innovation up to as many people as possible,” said Ebrahim Busherhi, Lime CEO and Myriad-RF creator.
“We’re trying to create an Arduino for the RF sector; a board that’s low cost, powerful, exceptionally flexible and easy to use. And, most importantly, we’re trying to let the community determine what’s required, letting them add the functionality they need.”
A distribution network is already in place for pre-built boards and components with Azio Electronics and Eastel already on board. Links to all available pre-built boards can be found on the Myriad-RF board pages.

Makey Makey, come ti trasformo un banana in un mouse.

Una schedina formato carta di credito, una interfaccia USB, una porta per una futura connessione con l'immancabile microntrollore universale Arduino, qualche cavetto con prese a coccodrillo per fare contatto ed ecco pronta l'interfaccia utente universale per qualsiasi tipo di computer. Qualunque cosa riesca a condurre elettricità - anche una banana - si trasforma in un pulsante sinistro del mouse, in una barra spaziatrice o nelle quattro frecce di direzione, utilizzabili per controllare qualsiasi programma. Anche i software SDR.

L'invenzione è di due dottorandi del Media Lab, il "Lifelong kindergaten", Jay Silver and Eric Rosenbaum. Il prezzo in pre-ordine è di 40 dollari.

Wireless hack: dai pager giocattoli a Arduino Due e Raspberry l'open hardware alle feste degli hacker

Arrivata stamane, la solita newsletter del guru della sicurezza Bruce Schneier, consiglia la visione di un breve intervento di Avi Rubin, docente di computer science alla Johns Hopkins University, nel quadro della famosa iniziativa TEDx. Sono quindici minuti tutti dedicati all'hackeraggio di dispositivi wireless in cui l'ospite di TEDx racconta di una serie di studi che gli esperti di sicurezza "buoni" svolgono per mettere in evidenza le vulnerabilità prima che queste ultime vengano sfruttate dai "cattivi".

Rubin parla per esempio dei possibili attacchi wireless a dispositivi elettromedicali come i pace maker cardiaci, ma anche a tutte le manipolazioni che sarebbe teoricamente (e praticamente) possibile effettuare a distanza contro automobili sempre più farcite di microcontrollori e interfacce radio non adeguatamente protette (assolutamente vero, ricordo ancora a un convegno di infomobilità l'intervento di due programmatori italiani che erano riusciti a trasmettere false informazioni ai navigatori attraverso i bit del sistema RDS-TMC).

Tra gli "hack" citati c'è anche quello che coinvolge un dispositivo non conosciuto in Italia, almeno credo. Il pager giocattolo della Mattel, GirlTech "IM-ME" che serve per inviare messaggi istantanei via computer senza sfruttare il Wi-Fi ma utilizzando una connessione a 900 MHz (ma c'è anche una versione a 433) gestita attraverso un componente Texas Instruments, il system on chip CC1110. Avevo già incontrato questo strano ma serio giocattolo, che su Amazon.co.uk costa 16 sterline. Gli hacker hanno per esempio trovato il modo di trasformare il suo semplice display a cristalli liquidi in un rudimentale analizzatore di spettro panoramico per la banda coperta dal chip TI (descritto anche qui). Ma un paper annunciato nel corso di una conferenza USENIX lo scorso anno ha dimostrato che il pager color rosa può diventare un pericoloso jammer per i walkie-talkie professionali che utilizzano lo standard APCO-25, il TETRA americano in dotazione anche alla polizia: il chip CC1110 opera sulle stesse frequenze!

Lo spirito degli hacker, che poi è lo stesso dei radioamatori degli anni 10 e 20 del secolo scorso, o dei moderni sperimentatori del Software Defined Radio, sempre amatoriale, rivive nelle iniziative della Open Hardware Association, di cui potete leggere in questo post della community di Arduino, il celeberrimo microcontrollore open hardware promosso da Massimo Banzi. La OHA è il momento costitutivo dell'Open Hardware Summit, un evento che quest'anno, a settembre, presso l'Eyebeam Art+Technology Center di New York (tra pochi giorni in quella stessa sede si terrà il Sound Research Summit), vivrà la sua terza edizione. L'Open Hardware Summit sarà tra l'altro sponsorizzato da Sparkfun, una società specializzata in kit per la sperimentazione elettronica che i radioappassionati molto interessante: tra i prodotti una schedina che permette di fare molte manipolazioni sul chip SiLabs 4703, che implementa una radio FM/RDS.

Mi rendo conto che questo post rischia di essere fin troppo rapsodico, ma vorrei concludere proprio con Arduino, ricordando il ruolo che proprio questo microcontrollore potrebbe avere nella realizzazione di ricevitori SDR autonomi rispetto ai computer general purpose. Poche settimane fa a Milano, l'iniziativa dell'amico Marco Ottolini, Startuppami, ha organizzato un incontro con Massimo Banzi. Ecco l'audio della sua presentazione:

La grossa novità in arrivo probabilmente entro l'anno sarà la seconda generazione della piastrina programmabile, Arduino Due. Secondo Banzi monterà un microprocessore Cortex-M3 a 32 bit della Atmel, che integra dei canali ADC/DAC. I milanesi a partire da domani potranno entrare in contatto con il concetto di Open Design di Arduino visitando in occasione del Salone del Mobile la mostra The Future in The Making, dove verranno esposti diversi progetti selezionati da Banzi in persona. Senza contare quello che al di là di Arduino è il progetto di "nanocomputer" più celebre del momento, Raspberry Pi. I primi esemplari del minuscolo pc completamente autonomo e basato su architettura ARM/Linux, vengono consegnati in questi giorni, anche se la reperibilità appare problematica a causa dell'enorme interesse suscitato.