基于可編程芯片的軟件無(wú)線(xiàn)電試驗平臺的設計

系統的硬件結構主要包括總線(xiàn)控制器S5933、外部FIFO、全局控制器CPLD、數字上變頻器件HSP50215、數字下變頻器件HSP50214B、HSP50210、高速D／A器件AD9762等單元。如圖3所示，待發(fā)射的基帶信號由PCI總線(xiàn)輸入，經(jīng)FIFO緩存后送入數字上變頻器件HSP50215輸出的數字信號轉化為模擬中頻信號；高速和A／D器件將中頻的調制信號數字化后傳輸給HSP50214B，下變頻得到的基帶信號經(jīng)FIFO緩存，由S5933經(jīng)PCI總線(xiàn)傳給計算機處理。

2 各個(gè)功能模塊分析

2.1 總線(xiàn)控制器S5933

S5933是由AMCC公司生產(chǎn)的一種功能強、使用靈活的PCI總線(xiàn)控制器專(zhuān)用芯片，該

芯片符合PCI局部線(xiàn)規范2.1版。它提供了操作簡(jiǎn)單而功能強大的開(kāi)發(fā)接口：PCI接口與Addon接口，PCI接口與PCI部相連，Addon接口與用戶(hù)的電路相連，用戶(hù)不用理會(huì )PCI總線(xiàn)的繁瑣規范，只需對Addon接口進(jìn)行PCI擴展板的設計。S5933支持DMA傳輸，它的峰值傳送速率為132MB／s（32位PCI數據線(xiàn)），完全可以滿(mǎn)足基帶信號的雙向傳輸。

S5933提供3種數據偉輸方式：信箱方式、PASSTHRU方式、FIFO方式。信箱方用于PCI總線(xiàn)與Addon

接口之間進(jìn)行簡(jiǎn)單的數據傳輸。PASSTHUR方式使得主機以訪(fǎng)問(wèn)內存的方式訪(fǎng)問(wèn)Addon接口的擴展空間。FIFO方式可以實(shí)現數據在PCI總線(xiàn)上進(jìn)行DMA傳輸。此我們利用PASSTHRU方式實(shí)現對擴展板和可編程芯片的控制字和濾器系數的訪(fǎng)問(wèn)，使得此試驗平臺可以工作在不同的方式中。利用FIFO方式實(shí)現基帶信號在PCI總線(xiàn)上的DMA傳輸。

2.2 可編程字下變頻器HSP50214B一HSP50210

HSP50214B是由HARRIS公司生產(chǎn)的一種可編程數字下變頻芯片，它對數字化中頻信號進(jìn)行下變頻、抽取濾波、窄帶低通濾波、增益控制、重采樣、坐標轉換的數字信號處理，輸出的基帶信號可以由一般的DSP或通用微機處理。HSP50214B支持各種數字解調方式（如BPSK、BASK、MPSK、MSK、MQAMD等）和各種模擬解調方式（如AM、FM、VBS、SSB等）。輸入的數字化中頻信號的速率可達65MSPS，輸出的基帶信號和速率可達12.94MSPS，帶寬可達982kHz。它是的一個(gè)重要特必是可以通過(guò)改變內部寄存器的值從而改整個(gè)芯片的工作方工和狀態(tài)，我們可以通過(guò)軟件改變解調的方式、中頻信號的輸入方式、載波的中心頻率與相移、數控振蕩器的頻率、增益控制的方式、輸入和輸出數據的格式等；另外，HSPO50214B中有兩個(gè)（I、Q兩路通道）可編程的256階濾波器，它具有整形和抽取的功能。

HSP50210是由HARRIS公司生產(chǎn)的一種數字載波相位估計器件，它與HSP50215一起完成PSK信號的解凋。

2.3 可編程的數字上變頻器HSP50215

HSP50215是上HARRIS公司生產(chǎn)后種編程數字上變頻芯片，它支持各種數字調制方式（如BPSK、MPSK、MSK、MQAMD等）和各種模擬調制方式（如AM

、FM 、VBS、SSB等）。HSP50215的基帶數據的輸入率可達3.23MSPS，而經(jīng)它上變頻調制的信號的輸出率呆達52MSPS，輸出的中頻載波頻率在10－20MHz之間。它是一個(gè)重要特性是可以通過(guò)改變內部寄存器的值從而改變整個(gè)芯片的工作方式和狀態(tài)，我們可以通地軟件改變調制的方式、基帶信號的輸入速率、載波的中心頻率、輸入和輸出數據的格式、同步方式等；另外HSP50215中有兩個(gè)（I、Q兩路通道）可編程的256階濾波器，它具有整形和插值的功能。

2.4 全局控制器CPLD

整個(gè)系統的所有控制邏輯由一片CPLD器件（Altera公司的的EPM7192）承擔，其控制對象包括S5933的Addon接口、外部FIFO、HSP50215的控制接口HSP50214B的控制接口。全避控制器主要完成以下任務(wù)：設置HSP50215內部寄存器；實(shí)現基帶數據主機內存與HSP50215輸入通道之間的傳輸以及實(shí)現基帶數據主機內存與HSP50214B輸入通道之間的傳輸。對于下變模塊，由于解調的過(guò)程存在相位和載波同步的問(wèn)題（由HSP50210完成），所以在系統的工作過(guò)程中要在線(xiàn)改變HSP50214B內部寄存器，設計控制邏輯中要著(zhù)重考慮。對于變頻模塊，由于調制過(guò)程中不存在類(lèi)似于鎖相環(huán)的反饋結構，這意味著(zhù)一旦啟動(dòng)基帶數據傳輸后不需要更改HSP50215控制參數。因此寫(xiě)HSP50215控制字與基帶數據傳輸是兩個(gè)相互獨立的控制邏輯，這使得設計過(guò)程比較清晰。