【正文】 高性能的數(shù)字信號(hào)處理器，具有強(qiáng)大的處理性能，高靈活性和可編程性，集成外設(shè)非常完整的音頻，視頻和網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備和接口，特別適用于機(jī)器視覺(jué)，醫(yī)療成像，視頻監(jiān)控，數(shù)字廣播基于數(shù)字視頻/圖像處理的消費(fèi)類電子產(chǎn)品，如高速DSP應(yīng)用。L1高速緩存16kBC64xDSP內(nèi)核SDRAML2高速緩沖存儲(chǔ)器 256kB增強(qiáng)型的DMA控制器視頻端口0L1數(shù)據(jù)緩沖區(qū)16kB視頻端口2視頻端口1MCASP10/100Mbit/s 以太網(wǎng)66MHz PCIEMIF DM642結(jié)構(gòu)示意圖、軟件實(shí)現(xiàn)的選擇標(biāo)準(zhǔn)的軟件無(wú)線電采用模塊化結(jié)構(gòu)的寬帶A/D和D/A及高速DSP來(lái)建立VME公共硬件平臺(tái),支持并行、流水線及異種多處理機(jī)；將射頻、中頻、基帶和比特流部分組裝在一個(gè)VME系統(tǒng)中,來(lái)完成無(wú)線電系統(tǒng)的基本的功能；用工作站將用戶接口、研究工具、開(kāi)發(fā)工具和本地信源編碼/解碼等都集成在一起,提供對(duì)系統(tǒng)的軟件支持。從上面的分析我們可以得出,現(xiàn)在DSP運(yùn)算能力仍然非常有限,如果只用DSP來(lái)實(shí)現(xiàn)軟件無(wú)線電是基本不可能的,有些處理，例如解調(diào)解擴(kuò)都可以放到FPGA上,FPGA的芯片容量效率較高,它的規(guī)模取決于匹配濾波器的帶寬和性能、同步算法的復(fù)雜性、相關(guān)處理的復(fù)雜性等。另外,用可配置的數(shù)字ASIC加上DSP來(lái)實(shí)現(xiàn)軟件無(wú)線電的靈活性,還可以使用多用途調(diào)制解調(diào)芯片(MMC)[15],它包括了由ASIC所實(shí)現(xiàn)的調(diào)制解調(diào)函數(shù)、先進(jìn)的功率管理、一個(gè)可編程的DSP核心,以及一些個(gè)輸入輸出的接口邏輯。軟件無(wú)線電的軟件結(jié)構(gòu)可以采用基于OSI參考模型的分層軟件體系,支持開(kāi)放式的模塊化設(shè)計(jì)。DSP編程語(yǔ)言C和匯編語(yǔ)言，軟件編程相對(duì)簡(jiǎn)單，但它的編程通常是串行處理，而不是平行的，它僅僅是在芯片之間的平行，但FPGA可以實(shí)現(xiàn)高性能并行，這就是為什么我們介紹FPGA的一個(gè)重要原因。實(shí)現(xiàn)軟件無(wú)線電的硬件平臺(tái)主要包括以下四類：數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）方案、專用集成芯片(ASIC)方案、現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器件(FPGA)方案以及計(jì)算機(jī)工作站方案。在系統(tǒng)的發(fā)送端，A/D將采樣的基帶信息送至DSP，經(jīng)DSP處理后產(chǎn)生的調(diào)制信號(hào)送至D/A轉(zhuǎn)換成模擬的調(diào)制信號(hào)，然后模擬混頻器電路增大到無(wú)線頻率范圍內(nèi)的頻率調(diào)制信號(hào)，并通過(guò)天線發(fā)射出去。第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體方案概述本系統(tǒng)是以DSP為核心，是基于DSP的軟件無(wú)線電系統(tǒng)建立的一個(gè)平臺(tái)，是一個(gè)單信道的發(fā)射器和一個(gè)接收器。通用DSPJTAG仿真外部時(shí)鐘外部時(shí)鐘窄帶A/DD/A基帶信號(hào)調(diào)制信號(hào)PC開(kāi)發(fā)軟件窄帶A/DD/A射頻前端射頻信號(hào)語(yǔ)言信號(hào) 系統(tǒng)硬件框圖在圖 所示的系統(tǒng)硬件框圖中，DSP 完成數(shù)字信號(hào)處理算法的實(shí)現(xiàn)等功能。它的設(shè)計(jì)通用性、靈活性比較好,開(kāi)發(fā)比較容易,性能比較好。本設(shè)計(jì)采用的是 TI 公司專為 DSP配套制作的一種A/D轉(zhuǎn)換器TLV320AIC23。與此同時(shí)，AIC23還具有很低的能耗，回放模式下功率僅為23mW，省電模式下更是小于15uW。DSP處理完成后將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬數(shù)據(jù)從耳機(jī)或者立體聲輸出。AIC23B的數(shù)據(jù)傳輸口可以和DM642的McASP接口無(wú)縫連接。DIN：數(shù)據(jù)口 DAC 輸出的串行數(shù)據(jù)輸入。此時(shí) AIC23B 設(shè)為主模式，McASP的接收時(shí)鐘與幀同步信號(hào)都由AIC23B 來(lái)提供。系統(tǒng)上電后首先完成自己的初始化，包括 RAM 的配置、中斷的開(kāi)放和屏蔽等，然后就是 EDMA，I2C，AIC23B，MCASP等的設(shè)置。開(kāi)始EMIFA設(shè)置中斷初始化McASP初始化AIC23B初始化EDMA初始化 轉(zhuǎn)換流程圖第四章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) DSP系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。在此之后應(yīng)該把設(shè)計(jì)任務(wù)書轉(zhuǎn)化為量化的技術(shù)指標(biāo)。(4)由系統(tǒng)所要求的精度決定是16位還是32位,是定點(diǎn)還是浮點(diǎn)運(yùn)算。DSP的軟件編程既可以用匯編語(yǔ)言又可以用C語(yǔ)言,極大地方便了DSP開(kāi)發(fā)人員。由于現(xiàn)有的高級(jí)語(yǔ)言編譯器的效率還比不上手工編寫匯編語(yǔ)言的效率,因此在實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中常常采用高級(jí)語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言的混合編程方法,即在算法運(yùn)算量大的地方,用手工編寫的方法編寫匯編語(yǔ)言,而運(yùn)算量不大的地方則采用高級(jí)語(yǔ)言。調(diào)試一般借助于DSP開(kāi)發(fā)工具,如軟件模擬器、DSP開(kāi)發(fā)系統(tǒng)或仿真器等。系統(tǒng)的軟件和硬件分別調(diào)試完成后,就可以將軟件脫離開(kāi)發(fā)系統(tǒng)而直接在應(yīng)用系統(tǒng)上運(yùn)行。根據(jù)常規(guī)的方法，來(lái)產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)的硬件電路，或模塊的需要，然后進(jìn)行通信單元，生成幾個(gè)，幾十個(gè)調(diào)制信號(hào)，該電路將是十分復(fù)雜的，而且還添加兩個(gè)新的調(diào)制方法是非常困難的。通信信號(hào)的種類很多,但是從理論上來(lái)說(shuō),各種通信信號(hào)都可以用正交調(diào)制的方法加以實(shí)現(xiàn),。在對(duì)調(diào)制信號(hào)和載波頻率進(jìn)行數(shù)字化時(shí),采樣頻率可能不同,其中的多相濾波器的主要作用就是用來(lái)增加數(shù)據(jù)源的采樣速率,使得調(diào)制信號(hào)的采樣速率和載波的采樣速率相同。用 MATLAB 進(jìn)行算法驗(yàn)證，得到調(diào)幅波，如圖 所示。軟件無(wú)線電解調(diào)方法也可以實(shí)現(xiàn)軟件，采用相干解調(diào)的一般方法。這就是我們所希望獲得的同相和正交的兩個(gè)分量,根據(jù)和,就可以對(duì)各種調(diào)制樣式進(jìn)行解調(diào)了。用 MATLAB 進(jìn)行算法驗(yàn)證，得到解調(diào)波，如圖 。如果用抽樣頻率為對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣，且滿足≥2，則樣值序列可以無(wú)失真地恢復(fù)原時(shí)間連續(xù)信號(hào)。IIR 濾波器可以用比 FIR 濾波器少的階數(shù)來(lái)滿足相同的技術(shù)指標(biāo)，但 FIR 濾波器可得到嚴(yán)格的線性相位而 IIR 濾波器卻不能得到，有限字長(zhǎng)效應(yīng)對(duì) IIR 濾波器的影響也較大易造成其不穩(wěn)定。DSP的FIR濾波器實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)需要在存儲(chǔ)器中構(gòu)建一個(gè)循環(huán)緩沖器，這個(gè)循環(huán)緩沖器就是一個(gè)包含最新數(shù)據(jù)在內(nèi)的滑動(dòng)窗口[20]。R的值必須裝入BK。 AM調(diào)制解調(diào)實(shí)現(xiàn)分析以上算法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程只對(duì)AM調(diào)制解調(diào)作了基本的論述分析，但實(shí)現(xiàn)過(guò)程有著廣泛的普遍性。通過(guò)AM調(diào)制解調(diào)的實(shí)現(xiàn)證實(shí)了軟件無(wú)線電技術(shù)在基于 DSP的硬件系統(tǒng)上是完全可行的，要實(shí)現(xiàn)不同的調(diào)制只需加載相應(yīng)的軟件模塊，而無(wú)需改變硬件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了新一代通信平臺(tái)的開(kāi)放性，可擴(kuò)展性的要求。整個(gè)設(shè)計(jì)階段，軟件算法是系統(tǒng)成功的關(guān)鍵在實(shí)現(xiàn)特定的算法設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，在此過(guò)程中，對(duì)所學(xué)的基礎(chǔ)理論的理解更加深刻。在這里我首先要感謝的是田老師，她在我畢業(yè)設(shè)計(jì)整個(gè)過(guò)程中給予了我大力的幫助，讓我學(xué)到了許多設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法，感謝她給我所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)提出的許多寶貴的意見(jiàn)和建議，以及提出的系統(tǒng)的不足之處，還有我的組員們，能讓我在設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷的去完善這個(gè)軟件無(wú)線電系統(tǒng)。參考文獻(xiàn) : [1].吳啟暉，莫永成，王金龍等．第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中的軟件無(wú)線電技術(shù)[M]．移動(dòng)通信，2000．2：15～19[2].鈕心忻，楊義先．軟件無(wú)線電技術(shù)與應(yīng)用．北京：北京郵電出版社，2000．9．10～13[3].吳利民，薛峰，吳寧生．軟件無(wú)線電技術(shù)及其應(yīng)用．武漢：武漢大學(xué)出版社，2000．6．14～21[4].Joseph Mitola．The Software Radio Architecture．IEEE Communications Magazine．1995．5：26～38[5]. 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