基于Xilinx FPGA的部分動(dòng)態(tài)可重構技術(shù)的信號解調系

3.2 FPGA模塊的設計和實(shí)現

按照圖3所示的結構，按照下面步驟進(jìn)行基于部分動(dòng)態(tài)可重構技術(shù)的FPGA程序設計：

1)把需要部分重構的FPGA模塊設計為一個(gè)空盒，即只有輸入輸出管腳，沒(méi)有實(shí)際內容的空模塊。在進(jìn)行空模塊的管腳規劃時(shí)要綜合考慮多種解調樣式下的接口兼容性，保證一個(gè)模塊接口能涵蓋需要處理的所有樣式。

2)分別完成不需要部分重構的FPGA予模塊，并完成FPGA頂層模塊。

3)對FPGA頂層模塊進(jìn)行綜合，產(chǎn)生頂層網(wǎng)表。

4)按照步驟1)中的模塊定義格式完成針對不同調制模式的解淵模塊，如qpsk_demod，fsk_demod等，并通過(guò)仿真驗證，然后逐模塊分別綜合成單獨的模塊網(wǎng)表文件，保存到不同的目錄中。

5)在PlanAhead工具中導入FPGA頂層網(wǎng)表，注意在導入選項中選擇支持部分重構。在PlanAhead工具中把2個(gè)空的可重構解調模塊設定為可重構分區(ReconfigurablePartition)，如圖4所示，并把步驟4)中綜合好的模塊網(wǎng)表指定為可重構模塊下的可選內容。

6)在PlanAhead工具的Device視圖中，對可重構模塊劃分分區(PBlock)，目前分區只支持矩形，要求分區包含的資源數目略大于解淵模塊所需資源的最大值，其中包括邏輯資源(查找表和寄存器)，乘法器(DSP48E)和RAM資源。

7)根據對2個(gè)可重構解調模塊的不同配置，產(chǎn)生多個(gè)配置文件，配置文件的一個(gè)例子如表1所示，并逐一進(jìn)行布局布線(xiàn)，產(chǎn)生完整的配置比特流文件和用于部分重構的比特流文件。對于每一組配置文件，會(huì )產(chǎn)生一個(gè)包含靜態(tài)邏輯的完整配置比特流文件，和2個(gè)用于部分重構的比特流文件，分別對應2個(gè)不同的分區，配置加載時(shí)不能隨便互換。

8)對表1中配置文件進(jìn)行設計規則檢查比較，保證各組配置文件生成的完整配置的比特流文件是一致的。

9)完成以上設計后，首先調用任意一個(gè)完整配置文件進(jìn)行加載，保證FPGA成功運行靜態(tài)邏輯，然后根據需要，選擇表1中的配置文件表中的任何1組，進(jìn)行部分動(dòng)態(tài)加載。

4 應用結果

以上設計經(jīng)過(guò)實(shí)際驗證，可以實(shí)現2路信號在不同調制樣式的解調，當信號樣式變化時(shí)，動(dòng)態(tài)加載相應的解調模塊，可以迅速完成功能切換，實(shí)現對應的解調功能。經(jīng)過(guò)實(shí)際測試，部分動(dòng)態(tài)可重構模塊的加載速度存10 ms以?xún)?，極大的提高了原有系統的性能。

5 結論

目前國際上對FPGA可重構技術(shù)的研究極為廣泛，本文介紹了一種基于Xilinx FPGA的部分動(dòng)態(tài)可重構技術(shù)的信號解調系統，可以把不同的解調模塊定位到芯片內部同一邏輯資源部分，通過(guò)重構這些資源來(lái)實(shí)現不同樣式信號的解調，同時(shí)保持其他部分電路功能正常運行，從而提高了系統的適應能力。

本系統可以存通信系統中得到應用，對航天、電力等領(lǐng)域的類(lèi)似系統也有參考價(jià)值，可以提高相應系統的靈活性和擴展性，減低系統功耗，縮短系統開(kāi)發(fā)時(shí)間。