嵌入式計算機在軟件無(wú)線(xiàn)電方面的應用

程序和數據空間分開(kāi)允許同時(shí)對程序指令和數據進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，提供 了很高的并行度?？梢栽谝粋€(gè)周期完成兩個(gè)讀和一個(gè)寫(xiě)操作。因此，并行存儲指令和專(zhuān)用指令可以在這種結構中得到充分的利用。另外， 數據可以在數據空間和程序空間之間傳送。并行性支持一系列算術(shù)、 邏輯和位處理運算，它們都能在一個(gè)機器周期里完成。另外，C54X 具有管理中斷、循環(huán)運算和功能調用的控制結構。

4.2 由TMS32005402構成的一種軟件無(wú)線(xiàn)電系統模式 在以上模式中可選用多個(gè)C5402對數據進(jìn)行并行處理。而在其軟

件實(shí)現中應注意以下幾個(gè)問(wèn)題：

（1）數據格式：

TMS320C5402是16位定點(diǎn)DSP，在進(jìn)行復點(diǎn)運算時(shí)，必須用定 點(diǎn)數來(lái)表示復點(diǎn)數，這

種軟件組成。軟件無(wú)線(xiàn)電的天線(xiàn)一般要覆蓋比較寬的頻段，例如

1MHZ~2GHZ，要求每個(gè)頻段的特性均勻，以滿(mǎn)足各種業(yè)務(wù)的需要。 射頻前端在發(fā)射時(shí)主要完成上變頻、濾波、功率放大等任務(wù)。接

受實(shí)現濾波、放大、下變頻等功能。模擬信號進(jìn)行數字化后的處理任 務(wù)完全由DSP軟件完成。為了減輕通用DSP的處理壓力，通常把A/D 轉換器傳來(lái)的數字信號，經(jīng)過(guò)專(zhuān)用的數字信事情處理器件（如數字下 變頻器DDC）處理，降低數據流速率，并把信號變至基帶后，再把數

樣做盡管提高了運算速

度卻很可能會(huì )使精度不 夠。實(shí)現時(shí)采用以下幾種方法：對精度過(guò)高的 地方，將計算的中間變 量采用32 位來(lái)表示；對 有些幅度變化較大的數

據傳給通用DSP進(jìn)行處理。通用DSP主要完成數據率相對較低的基帶 信號的處理。

3. DSP技術(shù)在軟件無(wú)線(xiàn)電中的應用

3.1 DSP的特點(diǎn)及在軟件無(wú)線(xiàn)電中面臨的挑戰

數字信號處理器是整個(gè)軟件無(wú)線(xiàn)電方案的靈魂和核心所在。軟 件無(wú)線(xiàn)電的靈活性、開(kāi)放性、兼容性等特點(diǎn)主要是通過(guò)數字信號處理 器為中心的硬件通用平臺及DSP軟件來(lái)實(shí)現的。軟件無(wú)線(xiàn)電的發(fā)展使 DSP技術(shù)不斷面對新的挑戰。

在軟件無(wú)線(xiàn)電中，經(jīng)過(guò)寬帶A/D（模/數轉換器）后的數據流速率 高達幾十甚至幾百兆MBPS，對數字中頻進(jìn)行數字濾波、數字變頻、 數字頻率合成往往需要幾十甚至上百MOPS運算資源和幾十甚至幾百 MBPS的I/O速度。而基帶部分主要完成各種同步數字的處理，每路 需要幾兆，幾十兆甚至幾百兆MOPS的處理能力；比特流處理主要完 成信道編解碼，復分接或分接、信令、控制、操作、管理或加接密等 功能，也需要100 MOPS以下的處理能力。另外信源編解碼部分為完 成話(huà)音、圖象的編解碼算法同樣需要幾十兆甚至幾百兆BPS的DSP運 算能力，外加管理所需的開(kāi)銷(xiāo)，所以軟件無(wú)線(xiàn)電要求DSP能達到每秒 千兆指令數的數字處理能力。

3.2 DSP系統的軟硬件設計

（1）硬件設計主要是根據所運用DSP芯片的性能、結構與封 裝，按照系統的性能要求完成DSP芯片外圍電路的設計，如A/D轉 換、時(shí)鐘電路和外存儲器電路等。軟件設計主要是根據系統要求和選 用的DSP芯片編寫(xiě)相應的匯編源程序，若系統的運算量不大且高級語(yǔ) 言編譯器支持，也可用高級語(yǔ)言（如C語(yǔ)言）編程。但由于用高級語(yǔ) 言編寫(xiě)的代碼，其最終的執行效率比手工編寫(xiě)的匯編的執行效率要 低，因此在實(shí)際系統中，通常采用高級語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言混合編程的方 法，在運算量大時(shí)，采用匯編語(yǔ)言完成，運算量不大時(shí)則采用高級語(yǔ)言完成。采用這種方法，既可縮短軟件開(kāi)發(fā)周期，提高編程的可讀性 和可移植性，又能滿(mǎn)足系統實(shí)時(shí)性運算的要求。

4. 一種軟件無(wú)線(xiàn)電中DSP應用模式

4.1 TMS320C54X的結構特點(diǎn)

TMS320C54X是16 bit定點(diǎn)DSP，采用改進(jìn)的哈佛結構。C54X有

值，采用適當的方法來(lái)減小幅度變化，從而在同樣的數據格式下提高

精度。

（2）存儲器空間的分配：

TMS320C5402片內存儲區包括10 K的RAM和2 K的ROM。若 RAM不夠，可以通過(guò)外接RAM或選用其它芯片來(lái)解決。當處理的數 據量較大時(shí)也可以采用多個(gè)芯片并行處理的方法。處理時(shí)，可將存儲 區分成不同的段，以存放程序、已初始化數據和未初始化數據，并重 新設置堆棧和中斷向量表。

（3）DSP的互連技術(shù)： 當要求滿(mǎn)足高速處理和軟件重構等要求的多功能電臺時(shí)，則必

須采用基于全局和局部存儲器的多處理器互連技術(shù)。這是因為其連接 鏈路加快了數據流的速度，同時(shí)統一的地址空間和專(zhuān)用的控制操作簡(jiǎn) 化了存儲器的訪(fǎng)問(wèn)與處理過(guò)程，而內部的存儲器簡(jiǎn)化了I/O的數據流 量，從而減輕了總線(xiàn)的瓶頸效應。

5. 結束語(yǔ)

嵌入式系統的發(fā)展主要體現在芯片技術(shù)的進(jìn)步上，以及在芯片

技術(shù)限制下的算法與軟件的進(jìn)步上。隨著(zhù)數字化的急速進(jìn)程，DSP技 術(shù)的地位將會(huì )更加突顯。因為數字化的基礎技術(shù)就是數字信號處理， 而數字信號處理的任務(wù)，主要是由通用的或專(zhuān)用的DSP處理器來(lái)完成 的。因此，隨著(zhù)DSP技術(shù)的逐步發(fā)展，相信將會(huì )使軟件無(wú)線(xiàn)電的發(fā)展 更加迅速，從而也推動(dòng)無(wú)線(xiàn)通信的進(jìn)一步發(fā)展。

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