基于可編程芯片的軟件無線電試驗平臺的設計

系統的硬件結構主要包括總線控制器S5933、外部FIFO、全局控制器CPLD、數字上變頻器件HSP50215、數字下變頻器件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FIFO緩存后送入數字上變頻器件HSP50215輸出的數字信號轉化為模擬中頻信號；高速和A／D器件將中頻的調制信號數字化后傳輸給HSP50214B，下變頻得到的基帶信號經FIFO緩存，由S5933經PCI總線傳給計算機處理。

2 各個功能模塊分析

2.1 總線控制器S5933

S5933是由AMCC公司生產的一種功能強、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接口進行PCI擴展板的設計。S5933支持DMA傳輸，它的峰值傳送速率為132MB／s（32位PCI數據線），完全可以滿足基帶信號的雙向傳輸。

S5933提供3種數據偉輸方式：信箱方式、PASSTHRU方式、FIFO方式。信箱方用于PCI總線與Addon

接口之間進行簡單的數據傳輸。PASSTHUR方式使得主機以訪問內存的方式訪問Addon接口的擴展空間。FIFO方式可以實現數據在PCI總線上進行DMA傳輸。此我們利用PASSTHRU方式實現對擴展板和可編程芯片的控制字和濾器系數的訪問，使得此試驗平臺可以工作在不同的方式中。利用FIFO方式實現基帶信號在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公司生產的一種可編程數字下變頻芯片，它對數字化中頻信號進行下變頻、抽取濾波、窄帶低通濾波、增益控制、重采樣、坐標轉換的數字信號處理，輸出的基帶信號可以由一般的DSP或通用微機處理。HSP50214B支持各種數字解調方式（如BPSK、BASK、MPSK、MSK、MQAMD等）和各種模擬解調方式（如AM、FM、VBS、SSB等）。輸入的數字化中頻信號的速率可達65MSPS，輸出的基帶信號和速率可達12.94MSPS，帶寬可達982kHz。它是的一個重要特必是可以通過改變內部寄存器的值從而改整個芯片的工作方工和狀態(tài)，我們可以通過軟件改變解調的方式、中頻信號的輸入方式、載波的中心頻率與相移、數控振蕩器的頻率、增益控制的方式、輸入和輸出數據的格式等；另外，HSPO50214B中有兩個（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公司生產的一種數字載波相位估計器件，它與HSP50215一起完成PSK信號的解凋。

2.3 可編程的數字上變頻器HSP50215

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

、FM 、VBS、SSB等）。HSP50215的基帶數據的輸入率可達3.23MSPS，而經它上變頻調制的信號的輸出率呆達52MSPS，輸出的中頻載波頻率在10－20MHz之間。它是一個重要特性是可以通過改變內部寄存器的值從而改變整個芯片的工作方式和狀態(tài)，我們可以通地軟件改變調制的方式、基帶信號的輸入速率、載波的中心頻率、輸入和輸出數據的格式、同步方式等；另外HSP50215中有兩個（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

整個系統的所有控制邏輯由一片CPLD器件（Altera公司的的EPM7192）承擔，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：設置HSP50215內部寄存器；實現基帶數據主機內存與HSP50215輸入通道之間的傳輸以及實現基帶數據主機內存與HSP50214B輸入通道之間的傳輸。對于下變模塊，由于解調的過程存在相位和載波同步的問題（由HSP50210完成），所以在系統的工作過程中要在線改變HSP50214B內部寄存器，設計控制邏輯中要著重考慮。對于變頻模塊，由于調制過程中不存在類似于鎖相環(huán)的反饋結構，這意味著一旦啟動基帶數據傳輸后不需要更改HSP50215控制參數。因此寫HSP50215控制字與基帶數據傳輸是兩個相互獨立的控制邏輯，這使得設計過程比較清晰。