基于FPGA的SOPC系統(tǒng)DAB發(fā)射端硬件實現(xiàn)

1.引言

DAB發(fā)射機是數(shù)字音頻廣播(DigitalAudio Broadcast,DAB)重要組成部分.

DAB技術(shù)是歐洲尤里卡項目之一，目前已經(jīng)非常成熟.DAB采用先進的數(shù)字技術(shù)，正交分頻復用技術(shù)(OFDM)，能以極低的數(shù)據(jù)傳輸率及失真下傳送CD質(zhì)量之立體聲節(jié)目，可解決傳統(tǒng)模擬廣播接收不良及干擾問題.DAB發(fā)射系統(tǒng)包括信源編碼.信道編碼.時間交織.頻率交織.OFDM調(diào)制和射頻部分.射頻部分包括上變頻和增益放大，用來把基帶信號搬移到發(fā)射頻率上并將其放大.

FPGA技術(shù)不斷進步，成本和功耗不斷下降的同時性能和容量在大幅上升，F(xiàn)PGA也代替MCU越來越多的嵌入到系統(tǒng)中去.

為了便于系統(tǒng)集成，本文設(shè)計FPGA系統(tǒng)嵌入到DAB發(fā)射系統(tǒng)中，使得開發(fā)變得方便靈活，同時也降低了成本.

2.FPGA的SOPC系統(tǒng)構(gòu)成

本文設(shè)計了用于DAB發(fā)射端的SOPC系統(tǒng)，該系統(tǒng)硬件框圖如圖1所示.系統(tǒng)中FPGA采用ALTERA公司的CycloneIII系列芯片EP3C16Q240C8N.FPGA中的NiosII軟核處理器完成數(shù)據(jù)的控制和指令傳送，還可以在FPGA上實現(xiàn)OFDM調(diào)制.配置芯片選用EPCS16,片外擴展存儲器為IS42S16100-7T.框圖中，功能電路是用來實現(xiàn)DAB發(fā)射功能的，它包括數(shù)字上變頻(其中已經(jīng)包括A/D和D/A轉(zhuǎn)換).信號放大.USB傳輸?shù)?

根據(jù)DAB發(fā)射系統(tǒng)設(shè)計可以得出系統(tǒng)中各個單元所需的資源：邏輯單元.寄存器.引腳.內(nèi)存.乘法器單元.鎖相環(huán)分別為8839.4719.104.202752bits.6和1.這款芯片為QPFP封裝，芯片資源見表1.