雷達系統的數字基帶和射頻域集成挑戰

在本例中，Xilinx應用ChipScope Pro “Core Inserter”通過(guò)內部FPGA多路復用器測量核心和FPGA內部路由資源定義探測點(diǎn)。首先，該工具支持用戶(hù)定義測量核心類(lèi)型、信號叢集的數量、用于調試信號的引腳數量以及輸出調試信號的FPGAI/O引腳。

我們可以通過(guò)經(jīng)過(guò)上變頻和濾波的I和Q檢測FPGA信號，也可以激勵數模轉換器的數字中頻檢測FPGA信號。然后，稱(chēng)為“FPGA動(dòng)態(tài)探頭”的邏輯分析儀工具與FPGA測量核心結合，可支持設計人員進(jìn)行有意義的測量。

邏輯分析儀FPGA探測工具可以大幅簡(jiǎn)化測量過(guò)程。首先，該工具支持用戶(hù)通過(guò)JTAG連接直接從邏輯分析儀接口向FPGA下載.bit格式的FPGA設計文件。

其次，該工具可以從Xilinx生成的.cdc文件導入內部探測到的FPGA總線(xiàn)和信號名稱(chēng)。.cdc文件由Xilinx ChipScope Pro Core Inserter應用軟件創(chuàng )建。之后，稱(chēng)為“自動(dòng)引腳映射”的流程將使用邏輯分析儀探測FPGA輸出引腳的調試信號，并自動(dòng)“映射”至邏輯分析儀的輸入通道。設置邏輯分析儀以獲得適合的已定義時(shí)鐘輸入，閥值電平應匹配FPGA輸出電壓電平，邏輯分析儀捕獲模式應匹配FPGA調試信號輸出。設計人員可以選擇要查看的信號叢集。本例選的是數模轉換器輸入。

現在，邏輯分析儀捕獲一條數字信號跡線(xiàn)，如圖4左側所示。邏輯分析儀使用了“圖表”顯示模式，其中總線(xiàn)的十六進(jìn)制值已轉換為波形。我們可以看到數字中頻脈沖的開(kāi)始。數字基帶團隊和模擬/射頻團隊的通用工具—VSA軟件，能夠導入邏輯分析儀捕獲的數字信號，并以圖4右側所示方式處理數據。但是，我們現在看到的是整個(gè)脈沖的線(xiàn)性調頻調制視圖(VSA軟件面板的右上角視圖)，還可以看到該數字中頻信號的頻譜分量(面板左上角視圖)。請注意，VSA面板視圖與圖2VSA處理的“黃金標準”仿真基帶信號視圖十分類(lèi)似。

圖4：應用邏輯分析儀的線(xiàn)性調頻雷達數字中頻信號測量(左)和VSA處理(右)。

借助VSA軟件比較數字中頻和模擬中頻

借助VSA軟件可以輕松比較基帶團隊的數字中頻信號以及模擬/射頻團隊的模擬信號。實(shí)時(shí)示波器可檢測數模轉換器的輸出信號，如圖5左側所示。該信號也可以由VSA軟件導入。VSA軟件可以提供有用的模擬中頻信號信息，如圖5右側的VSA信號處理視圖所示。請注意，本例中系統已正確運行，如圖4右側四個(gè)VSA面板視圖顯示的已處理數字中頻信號，我們可以得到一組與圖5右側VSA已處理模擬中頻信號視圖類(lèi)似的數據。如果路徑中出現多余波形，此類(lèi)比較分析將十分有用，可以幫助工程師回溯信號路徑中的信號，找出問(wèn)題的根本原因。

圖5：示波器測得的線(xiàn)性調頻雷達數字中頻信號(左)以及VSA處理結果(右)。

協(xié)同調試和驗證

如上所述，我們已了解了通用分析工具VSA在數字和模擬分析流程的應用，以及如何支持基帶和模擬/射頻團隊協(xié)作并確定導致設計故障的根本原因。無(wú)論FPGA設計人員是否關(guān)注數字基帶信號，或者射頻設計人員是否專(zhuān)注系統的模擬和射頻內容，他們都可以借助通用工具來(lái)確定導致誤差的原因，或增強對已適合投產(chǎn)的雷達設計的信心。