超寬帶（UWB）定位系統發(fā)射機基帶的系統設計，功能模塊分解、硬件實(shí)現

4.1.2主控單元mcu

主控單元MCU的工作任務(wù)在上一章節中已經(jīng)做了詳細的描述，它控制這整個(gè)發(fā)射機基帶處理系統的正確運作，通過(guò)與MAC層進(jìn)行交互動(dòng)作，接收MAC層發(fā)送的數據信息，并且生成個(gè)模塊所需要的控制信息。

圖4.5 MCU模塊框圖

對工程文件進(jìn)行綜合、布局布線(xiàn)后仿真，得到如圖4.6所示結果，可以看到MCU正確的輸出了各級控制信號，并且按照正確的時(shí)序輸出MAC頭和待處理數據。

圖4.6 MCU 仿真結果

使用Chipscope添加觀(guān)察信號采樣時(shí)鐘、觸發(fā)信號和待觀(guān)察信號，重新綜合、布局布線(xiàn)生成bit文件，下載到目標板后用ChipScope進(jìn)行在線(xiàn)測試，得到觀(guān)測結果如圖4.7所示。通過(guò)仿真結果和在線(xiàn)測試結果的對比，可以驗證設計的正確性。

圖4.7 MCU在線(xiàn)測試結果

4.1.3擾碼模塊

擾碼器的硬件實(shí)現框圖如下圖所示。

圖4.8 擾碼模塊硬件實(shí)現圖

因為MCU傳輸過(guò)來(lái)的數據幀是以字節為單位并行傳輸的，因此在加擾前，需要將并行的數據轉換為串行數據，具體實(shí)現時(shí)，加入一個(gè)串并轉換模塊來(lái)進(jìn)行并串轉換。

本文擾碼器模塊的偽隨機序列生成多項式為：，擾碼種子編號為00，初始狀態(tài)設為15’b0011_1111_1111_111，這樣通過(guò)一個(gè)15位的移位寄存器進(jìn)行循環(huán)移位，產(chǎn)生所需的偽隨機序列，然后將輸入值與偽隨機序列進(jìn)行異或（模2加法），從而實(shí)現擾碼。主要實(shí)現代碼如下：

對工程文件進(jìn)行綜合，布局布線(xiàn)仿真，得到如圖4.9結果。

圖4.9 擾碼模塊仿真結果

在圖4.9中 data_in為MAC層發(fā)送的8位并行數據，SCRAM_DIN為經(jīng)過(guò)并串轉換之后的串行輸出的數據，SCRAM_DOUT為經(jīng)過(guò)擾碼處理后的輸出，當SCRAM_LOAD為高時(shí)，對擾碼器內部反饋移位寄存器SCRAMBLER進(jìn)行初始化，并且在數據輸入有效期間，線(xiàn)性反饋移位寄存器SCRAMBLER進(jìn)行移位操作。

將仿真通過(guò)的工程文件使用ChipScope 添加觀(guān)察信號采樣時(shí)鐘、觸發(fā)信號和待觀(guān)察信號后重新綜合、布局布線(xiàn)生成bit文件，下載到目標板后用ChipScope 進(jìn)行在線(xiàn)測試，設定DIN_CLK為ChipScope采樣觀(guān)測信號所用的時(shí)鐘，得到如圖4.10所示觀(guān)測結果，圖4.10的在線(xiàn)測試結果與圖4.9的后仿真結果吻合，驗證了設計的正確性。

圖4.10 擾碼模塊在線(xiàn)測試結果