數(shù)字直放站中CPRI協(xié)議的FPGA實(shí)現(xiàn)

3．2．1 發(fā)送模塊
按照CPRI基本幀和超幀結(jié)構(gòu)，把DDC(數(shù)字下變頻)的IQ數(shù)據(jù)信號(hào)與相應(yīng)的控制信號(hào)成幀后發(fā)送給SCAN25100，SCAN25100再進(jìn)行8 B／10 B編碼，從光模塊發(fā)送出去。如圖7所示，TXMGR模塊產(chǎn)生IQ數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)的使能信號(hào)；TXCTRL模塊則對(duì)CPRI超幀的控制時(shí)隙進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生不同的控制信號(hào)，從而從FIFO中選擇讀出不同的控制信號(hào)；TXDDR模塊則是把數(shù)據(jù)通過(guò)時(shí)鐘雙邊沿進(jìn)行發(fā)送。

3．2．2 接收模塊
將從SCAN25100接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步頭(K28．5)檢測(cè)，進(jìn)行CPRI解幀工作，把控制信號(hào)和IQ數(shù)據(jù)信號(hào)分解出來(lái)，IQ數(shù)據(jù)信號(hào)送到DUC(數(shù)字上變頻)。如圖8所示，RXDDR模塊則是通過(guò)時(shí)鐘雙邊沿接收數(shù)據(jù)；RxMGR模塊通過(guò)檢測(cè)幀頭產(chǎn)生IQ數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)的使能信號(hào)；RXCTRL模塊則對(duì)CPRI超幀的控制時(shí)隙進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生不同的控制信號(hào)，從而把接收到不同的控制信號(hào)寫(xiě)入FIFO，提供給其他模塊。

3．2．3 CPRI啟動(dòng)過(guò)程模塊
CPRI規(guī)范中的啟動(dòng)過(guò)程，此過(guò)程是相當(dāng)重要的，需要軟件和硬件共同完成。協(xié)商確定物理層的協(xié)議、慢速通道(HDLC)和快速通道(以太網(wǎng))的傳輸速率，完成REC和RE之間的鏈路建立，從而進(jìn)行正常的通信過(guò)程。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，理清各個(gè)狀態(tài)的作用，利用狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)過(guò)程，整個(gè)流程如圖9所示。

4 實(shí)際測(cè)試結(jié)果
4．1 自環(huán)測(cè)試
在實(shí)驗(yàn)室常溫環(huán)境下進(jìn)行實(shí)際測(cè)試，采用Chips-cope抓取發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的方法。也就是說(shuō)，產(chǎn)生一段測(cè)試數(shù)據(jù)，按CPRI幀格式發(fā)送給sCAN25100，通過(guò)光模塊自環(huán)回來(lái)，如圖3所示，然后用Chipscope抓取接收回來(lái)的數(shù)據(jù)，與發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，確認(rèn)鏈路是正常通信。
經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)試，該系統(tǒng)已經(jīng)能正常穩(wěn)定通信，如圖10所示。發(fā)送數(shù)據(jù)(Txdata)幀頭為OxBC50，發(fā)送時(shí)刻為2172，隨后的發(fā)送數(shù)據(jù)的高8位和低8位分別以2累加。接收數(shù)據(jù)(RxData)在2193時(shí)刻接收到幀頭OXBC50，隨后接收到的數(shù)據(jù)也是高8位和低8位分別以2累加，而且跟發(fā)送的數(shù)據(jù)是一樣的。

4．2 聯(lián)合測(cè)試
CPRI模塊的成解幀都是在FPGA內(nèi)部完成的，而數(shù)字中頻模塊(DDC，DUC)也全部在FPGA里面完成設(shè)計(jì)，如圖6所示。兩部分的接口顯得非常簡(jiǎn)單，只需要把兩部分代碼整合成一個(gè)工程就行。同樣，在實(shí)驗(yàn)室常溫環(huán)境下進(jìn)行測(cè)試，整個(gè)系統(tǒng)能正常穩(wěn)定的工作。

5 結(jié) 語(yǔ)
CPRI是規(guī)范基站內(nèi)部REC和RE之間的接口標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。該設(shè)計(jì)把CPRI的兩層協(xié)議分開(kāi)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，FPGA實(shí)現(xiàn)CPRI鏈路層，設(shè)計(jì)靈活。芯片SCAN25100實(shí)現(xiàn)物理層，由于芯片具備自動(dòng)同步及準(zhǔn)確校準(zhǔn)時(shí)延等功能，方便后續(xù)設(shè)計(jì)分布式遠(yuǎn)程射頻基站系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)電路板的實(shí)際測(cè)試，調(diào)整電路設(shè)計(jì)及PCB部分布線(xiàn)設(shè)計(jì)，不斷地調(diào)整優(yōu)化設(shè)計(jì)，CPRI模塊正常穩(wěn)定工作，該模塊已經(jīng)和其他模塊(DDC，DUC等)通過(guò)了聯(lián)合測(cè)試。