用SOC技術(shù)實(shí)現嵌入式廣播監測設備

　　調頻廣播的調制度測量有多種方法。如基于軟件無(wú)線(xiàn)電的數字解調方法和模擬下變頻數字鑒頻的方法等。這兩種方法都需要進(jìn)行AD采樣，因而系統的抗干擾性和精確性都容易受到信號質(zhì)量的影響。我們研究了一種新的數字解調方法，直接使用FPGA實(shí)現算法，實(shí)現數字鑒頻和解調的功能，監測調頻頻偏的變化，測量精度小于1KHZ。頻偏的測量，通常情況下，測量高頻等幅波信號的頻率時(shí)，大多是用頻率計數器直接測量，它的基本原理是將等幅正弦波信號進(jìn)行放大、整形，使其轉變?yōu)槊}沖信號，然后對脈沖信號進(jìn)行記數。當高頻信號的幅度被調制后，尤其在深度調幅（比如100%），高頻信號在調制負峰時(shí)，幅度很小，甚至有小到零的時(shí)候，這時(shí)候的正弦波信號被放大整形后變成的脈沖信號會(huì )有脈沖丟失，因而會(huì )造成記數的不準確。為解決這一問(wèn)題，測量幅度被調制的高頻載波信號的頻率時(shí)，有的用比較法，有的采用鎖相環(huán)濾除幅度調制的影響，脈沖計數法測頻。我們采用一種新型方法，現代功率譜估計的方法，測量出信號的頻譜，監測最大功率的頻譜的變化，即可監測信號的頻譜偏移，測量精度小于2HZ。

　　在測量板卡的設計過(guò)程中，采用最新的嵌入式技術(shù)，利用超大規模集成電路片上系統（SOC）技術(shù)，基于FPGA芯片設計了具有自主知識產(chǎn)權的IP核，能夠同時(shí)進(jìn)行多路調幅度、調制度和頻偏的測量，同時(shí)具備數字接口卡和看門(mén)狗的功能，將所有的指標測量功能集成到一顆超大規模集成電路來(lái)完成，大大減小接口數目和板卡的數量、體積。該卡與計算機通信采用USB接口，嵌入到計算機內部，縮小了系統的體積，極大減少了計算機負載。

　　2.4使用嵌入式操作系統

　　目前的廣播監測網(wǎng)遙控站、數據采集點(diǎn)大部分采用：系統軟件使用Windows2000Server、Windows2000Professional或嵌入式WindowsXPE，硬件采用通用工控機或第一代嵌入式工控機+板卡方式，板卡設備采用PCI、ISA、RS232接口。由于板卡設備大部分采用PCI、ISA總線(xiàn)方式并且使用多塊板卡,它需要計算機供電，造成計算機負載過(guò)大、并且PCI、ISA接口是并行總線(xiàn)，而PCI總線(xiàn)的中斷必須通過(guò)計算機南橋來(lái)通知CPU這樣就容易造成計算機不穩定。當計算機開(kāi)機和非正常關(guān)機時(shí)，就容易造成計算機系統崩潰。

　　由于廣播監測業(yè)務(wù)的需要，本系統需要強大的操作系統的支持。而一般的嵌入式操作系統（如uC/OSII、WinCE，VxWorks等）不能滿(mǎn)足要求?？梢赃x擇的是Linux和WindowsXPEmbedded，但后者更易于開(kāi)發(fā)應用軟件。

　　WindowsXPEmbedded就是WindowsXP的一種有著(zhù)靈活定制能力的特殊版本。其產(chǎn)品主要針對嵌入式系統。因為與WindowsXPProfessional基于完全同樣的代碼，能夠充分利用到PC工業(yè)今天已經(jīng)積累起來(lái)的豐富軟硬件資源，并增加了嵌入式系統所必需的諸多特點(diǎn)，有助于實(shí)現一系列低發(fā)展內存占用量目標。

　　我們在系統中配置了CompactFlash(CFcard)卡并內建一個(gè)經(jīng)過(guò)裁減的EmbeddedXP操作系統。使用CF卡的原因在于在無(wú)人值守的運行環(huán)境下，CF卡的所提供的插針式接口，在可靠度、防震動(dòng)及穩定度上均比一般的硬盤(pán)要好的多。

　　三、結束語(yǔ)

　　嵌入式系統是將先進(jìn)的計算機技術(shù)、半導體技術(shù)和電子技術(shù)和各個(gè)行業(yè)的具體應用相結合后的產(chǎn)物，這一點(diǎn)就決定了它必然是一個(gè)技術(shù)密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng )新的知識集成系統。

　　從目前大規模集成電路的發(fā)展水平來(lái)看：采用SOC技術(shù)基于FPGA將多路多功能廣播信號測量作在一塊集成電路芯片上，用USB接口方式和計算機通訊將極大提高系統的穩定性。用嵌入式計算機+接收機+專(zhuān)用廣播信號測量卡+語(yǔ)音壓縮卡+UPS電源組成+嵌入式雙操作系統WindowsXPE+應用軟件的遙控站或數據采集點(diǎn)系統，能很好解決上述問(wèn)題，在技術(shù)上有很大進(jìn)步，可以更好地為廣播監測事業(yè)服務(wù)，實(shí)現““可靠性高、低功耗、嵌入式、小型化、功能劃分簡(jiǎn)潔、維護簡(jiǎn)單”。