基于可編程芯片的軟件無線電試驗(yàn)平臺的設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)主要包括總線控制器S5933、外部FIFO、全局控制器CPLD、數(shù)字上變頻器件HSP50215、數(shù)字下變頻器件HSP50214B、HSP50210、高速D／A器件AD9762等單元。如圖3所示，待發(fā)射的基帶信號由PCI總線輸入，經(jīng)FIFO緩存后送入數(shù)字上變頻器件HSP50215輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為模擬中頻信號；高速和A／D器件將中頻的調(diào)制信號數(shù)字化后傳輸給HSP50214B，下變頻得到的基帶信號經(jīng)FIFO緩存，由S5933經(jīng)PCI總線傳給計(jì)算機(jī)處理。

2 各個(gè)功能模塊分析

2.1 總線控制器S5933

S5933是由AMCC公司生產(chǎn)的一種功能強(qiáng)、使用靈活的PCI總線控制器專用芯片，該

芯片符合PCI局部線規(guī)范2.1版。它提供了操作簡單而功能強(qiáng)大的開發(fā)接口：PCI接口與Addon接口，PCI接口與PCI部相連，Addon接口與用戶的電路相連，用戶不用理會PCI總線的繁瑣規(guī)范，只需對Addon接口進(jìn)行PCI擴(kuò)展板的設(shè)計(jì)。S5933支持DMA傳輸，它的峰值傳送速率為132MB／s（32位PCI數(shù)據(jù)線），完全可以滿足基帶信號的雙向傳輸。

S5933提供3種數(shù)據(jù)偉輸方式：信箱方式、PASSTHRU方式、FIFO方式。信箱方用于PCI總線與Addon

接口之間進(jìn)行簡單的數(shù)據(jù)傳輸。PASSTHUR方式使得主機(jī)以訪問內(nèi)存的方式訪問Addon接口的擴(kuò)展空間。FIFO方式可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在PCI總線上進(jìn)行DMA傳輸。此我們利用PASSTHRU方式實(shí)現(xiàn)對擴(kuò)展板和可編程芯片的控制字和濾器系數(shù)的訪問，使得此試驗(yàn)平臺可以工作在不同的方式中。利用FIFO方式實(shí)現(xiàn)基帶信號在PCI總線上的DMA傳輸。

2.2 可編程字下變頻器HSP50214B一HSP50210

HSP50214B是由HARRIS公司生產(chǎn)的一種可編程數(shù)字下變頻芯片，它對數(shù)字化中頻信號進(jìn)行下變頻、抽取濾波、窄帶低通濾波、增益控制、重采樣、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號處理，輸出的基帶信號可以由一般的DSP或通用微機(jī)處理。HSP50214B支持各種數(shù)字解調(diào)方式（如BPSK、BASK、MPSK、MSK、MQAMD等）和各種模擬解調(diào)方式（如AM、FM、VBS、SSB等）。輸入的數(shù)字化中頻信號的速率可達(dá)65MSPS，輸出的基帶信號和速率可達(dá)12.94MSPS，帶寬可達(dá)982kHz。它是的一個(gè)重要特必是可以通過改變內(nèi)部寄存器的值從而改整個(gè)芯片的工作方工和狀態(tài)，我們可以通過軟件改變解調(diào)的方式、中頻信號的輸入方式、載波的中心頻率與相移、數(shù)控振蕩器的頻率、增益控制的方式、輸入和輸出數(shù)據(jù)的格式等；另外，HSPO50214B中有兩個(gè)（I、Q兩路通道）可編程的256階濾波器，它具有整形和抽取的功能。

HSP50210是由HARRIS公司生產(chǎn)的一種數(shù)字載波相位估計(jì)器件，它與HSP50215一起完成PSK信號的解凋。

2.3 可編程的數(shù)字上變頻器HSP50215

HSP50215是上HARRIS公司生產(chǎn)后種編程數(shù)字上變頻芯片，它支持各種數(shù)字調(diào)制方式（如BPSK、MPSK、MSK、MQAMD等）和各種模擬調(diào)制方式（如AM

、FM 、VBS、SSB等）。HSP50215的基帶數(shù)據(jù)的輸入率可達(dá)3.23MSPS，而經(jīng)它上變頻調(diào)制的信號的輸出率呆達(dá)52MSPS，輸出的中頻載波頻率在10－20MHz之間。它是一個(gè)重要特性是可以通過改變內(nèi)部寄存器的值從而改變整個(gè)芯片的工作方式和狀態(tài)，我們可以通地軟件改變調(diào)制的方式、基帶信號的輸入速率、載波的中心頻率、輸入和輸出數(shù)據(jù)的格式、同步方式等；另外HSP50215中有兩個(gè)（I、Q兩路通道）可編程的256階濾波器，它具有整形和插值的功能。

2.4 全局控制器CPLD

整個(gè)系統(tǒng)的所有控制邏輯由一片CPLD器件（Altera公司的的EPM7192）承擔(dān)，其控制對象包括S5933的Addon接口、外部FIFO、HSP50215的控制接口HSP50214B的控制接口。全避控制器主要完成以下任務(wù)：設(shè)置HSP50215內(nèi)部寄存器；實(shí)現(xiàn)基帶數(shù)據(jù)主機(jī)內(nèi)存與HSP50215輸入通道之間的傳輸以及實(shí)現(xiàn)基帶數(shù)據(jù)主機(jī)內(nèi)存與HSP50214B輸入通道之間的傳輸。對于下變模塊，由于解調(diào)的過程存在相位和載波同步的問題（由HSP50210完成），所以在系統(tǒng)的工作過程中要在線改變HSP50214B內(nèi)部寄存器，設(shè)計(jì)控制邏輯中要著重考慮。對于變頻模塊，由于調(diào)制過程中不存在類似于鎖相環(huán)的反饋結(jié)構(gòu)，這意味著一旦啟動(dòng)基帶數(shù)據(jù)傳輸后不需要更改HSP50215控制參數(shù)。因此寫HSP50215控制字與基帶數(shù)據(jù)傳輸是兩個(gè)相互獨(dú)立的控制邏輯，這使得設(shè)計(jì)過程比較清晰。