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軟件接收機(jī)的GPS信號(hào)實(shí)時(shí)采集方案設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2010-04-01 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

摘要:針對(duì)軟件接收機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集需求,提出一種基于TMS320C6416 McBSP、EDMA、中斷和外部擴(kuò)展SDRAM的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集方案;重點(diǎn)闡述射頻前端NJl006AK、TMS320C6416構(gòu)成的硬件接收電路,以及McBSP、SDRAM、EDMA乒乓緩存的采集配置過(guò)程。該方案不僅滿(mǎn)足了采集嚴(yán)苛的實(shí)時(shí)性要求,而且增強(qiáng)了處理器實(shí)時(shí)處理能力。
關(guān)鍵詞:GPS;實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集;多通道緩沖串口;EDMA;TMS320C6416;NJ1006AK

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/197709.htm

引言
軟件GPS接收機(jī)具有較高靈活性和可擴(kuò)展性,是快速實(shí)現(xiàn)算法驗(yàn)證、研制原型接收機(jī)的重要手段。GPS的實(shí)時(shí)采集是軟件GPS接收機(jī)各種功能實(shí)現(xiàn)的前提。本文設(shè)計(jì)了一種軟件GPS接收機(jī)實(shí)時(shí)采集方案。該方案以McBSP接收射頻前端NJl006AK數(shù)字化輸出,通過(guò)McBSP事件驅(qū)動(dòng)EDMA在外部擴(kuò)展sDRAM中進(jìn)行乒乓緩存,并通過(guò)ms中斷(即1 ms中斷1次)與基帶算法同步數(shù)據(jù),很好地滿(mǎn)足了軟件GPS接收機(jī)信號(hào)采集的需要。

1 基于DSP的實(shí)時(shí)采集方案
軟件GPS接收機(jī)作為軟件無(wú)線(xiàn)電的典型應(yīng)用,其本身具有很高的數(shù)據(jù)采樣率和基帶算法帶來(lái)的巨大運(yùn)算量,跟蹤環(huán)節(jié)還要求提供實(shí)時(shí)連續(xù)采樣的GPS信號(hào)。這就要求處理器在實(shí)時(shí)運(yùn)算的同時(shí),對(duì)GPS信號(hào)進(jìn)行高速、連續(xù)、實(shí)時(shí)的采集。軟件GPS接收機(jī)中的運(yùn)算目前主要由DSP實(shí)現(xiàn),本文采用TMS320C6416作為核心處理器,在為基帶處理提供支持的同時(shí),利用其McBSP、EMDA、EMIF片內(nèi)外設(shè),配合Nemerix公司的NJ10-06AK和相關(guān)接口電路完成對(duì)GPS信號(hào)實(shí)時(shí)、連續(xù)的采集,其結(jié)構(gòu)如圖1所示。


來(lái)自天線(xiàn)的1 575.42 MHz GPS信號(hào)直接進(jìn)入集成了LNA的射頻接收前端NJl006AK,完成射頻信號(hào)的濾波、放大、下變頻,數(shù)字化輸出2位并行數(shù)據(jù),經(jīng)并串轉(zhuǎn)換電路后進(jìn)入TMS320C6416。TMS320C6416通過(guò)McBSP和EDMA配合完成數(shù)據(jù)的搬移,通過(guò)EMIF接口擴(kuò)展SDRAM完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。McBSP接收串行數(shù)據(jù)為連續(xù)的32位字,并在每個(gè)32位字接收完成時(shí),通過(guò)McBSP接收事件觸發(fā)EDMA完成接收32位字到外部擴(kuò)展SDRAM的搬移。為了保證實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的連續(xù)接收和同步,McBSP接收事件對(duì)應(yīng)。EMDA通道分別在SDRAM內(nèi)開(kāi)辟2個(gè)1 ms數(shù)據(jù)空間緩沖區(qū),并通過(guò)鏈接配置為乒乓緩存操作。當(dāng)一個(gè)緩沖區(qū)搬移操作結(jié)束時(shí),EDMA切換到另一個(gè)緩沖區(qū)并發(fā)出EDMA中斷,通知CPU ms數(shù)據(jù)采集完畢,實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)與基帶處理同步。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
2.1 射頻接收電路
NJl006AK是Nemerix公司推出的雙超外差GPS射頻前端接收芯片。它內(nèi)部集成了LNA,具有可通過(guò)引腳設(shè)置的本振頻率,同時(shí)可直接與有源或者無(wú)源天線(xiàn)對(duì)接。采用NJl006AK配合無(wú)源天線(xiàn)完成射頻信號(hào)的接收、處理,其電路如圖2所示。


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