基于FPGA+DSP的高速中頻采樣信號處理平臺的實現(xiàn)

摘要：高速中頻采樣信號處理平臺在實際應(yīng)用中有很大的前景，提出采用FPGA+DSP的處理結(jié)構(gòu)，結(jié)合高性能A／D和D／A處理芯片，設(shè)計了一個通用處理平臺，并對其主要性能進(jìn)行了測試。實驗與實際應(yīng)用表明，該系統(tǒng)具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力和很好的穩(wěn)定性。
關(guān)鍵詞：高速中頻；信號處理；FPGA；DSP

0 引言
現(xiàn)代社會正向數(shù)字化、信息化方向高速發(fā)展，在這一過程中，往往需要高速信號的實時性數(shù)字化處理。例如，隨著科技的進(jìn)步，現(xiàn)代雷達(dá)等應(yīng)用信號的數(shù)字化處理上有了長足的發(fā)展，但也帶來了新的問題，這些應(yīng)用的數(shù)字信號處理具有海量運(yùn)行需求的應(yīng)用背景，如巡航導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)地形匹配、合成孔徑雷達(dá)的成像處理、相控陣?yán)走_(dá)的時空二維濾波處理等領(lǐng)域。目前，單片DSP難以勝任許多信號處理系統(tǒng)的要求。而常見的解決方案也是高速A／D采樣與信號處理功能是在多塊不同的板卡上實現(xiàn)，這給實際應(yīng)用帶來很多不便。
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本設(shè)計平臺的目的是：
(1)實現(xiàn)高速中頻信號(如雷達(dá)信號)的數(shù)字化處理并進(jìn)行實時傳輸數(shù)據(jù)或進(jìn)行數(shù)據(jù)的實時計算，并能通過輸出電路進(jìn)行結(jié)果顯示；
(2)自定義控制總線可以實現(xiàn)對高速中頻信號處理板進(jìn)行靈活控制，具有較強(qiáng)的可配置性和豐富的靈活性；
(3)高速A／D采樣與D／A回放及數(shù)據(jù)處理單元集成在一塊板上，在集成度高的同時也降低了高速信號在傳輸過程中出現(xiàn)差錯的概率。

1 平臺設(shè)計方案
高速中頻采樣信號處理平臺由主控制電路、高速A／D與D／A電路、信號處理單元電路、光纖通道電路、時鐘管理電路、存儲單元和外部接口電路組成，其總體框圖如圖1所示。

在實際應(yīng)用過程中，四路A／D通道可以接收不同的信號源的信號，D／A通路可以對外進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示等多種功能，時鐘管理電路管理內(nèi)外時鐘的使用及對板上系統(tǒng)供給工作時鐘，兩路光纖通道可以與其他高速設(shè)備相連接，自定義總線可以與CPU或主控制器相連接對平臺進(jìn)行有效靈活的控制。