学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

软件无线电CPCI信号处理板硬件设计与实现

作　者: 廖敏
导　师: 唐友喜
学　校: 电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 软件无线电 CPCI 可靠性双核PPC 高速数据缓存
分类号: TN925
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 147次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

软件无线电平台已经广泛应用于信号智能、军用电台、雷达和电子对抗系统。第四代移动通信基站和电信网络设备也基于软件无线电架构。基于CPCI标准的硬件系统具有五个九(99.999%)的可靠性和良好的可扩展性。在世界范围内,已经涌现出许多成熟的基于CPCI标准的软件无线电平台系统。然而,这些软件无线电平台系统价格昂贵,很少在单片CPCI板卡上实现信号采集、实时信号处理和嵌入式系统开发。在一定程度上不适合教学、科研的需要。此外,随着目前器件性能的提高和传输总线技术的发展,使研制通用性更好的软件无线电硬件平台在技术上具有了可行性。因此,本文设计了基于CPCI标准的软件无线电硬件平台方案,采用双核PPC、FPGA和DSP作为的关键器件,具备大容量高速数据缓存能力,采用高速总线进行数据传输。在该方案的基础上实现了软件无线电CPCI信号处理板。文章首先阐述了软件无线电核心思想、基本结构和实现原理,简述了CPCI标准核心规范的内容和CPCI标准的优点。然后,提出了软件无线电CPCI信号处理板的功能需求,根据功能需求确定板卡结构,选择核心器件,分配硬件模块,规划板内总线,完成了硬件总体方案设计。接着,根据硬件总体方案,进行器件选型,给出处理板的性能指标,对各硬件模块进行详细设计和实现。最后,进行调试和测试,验证电路功能。本文设计实现的软件无线电CPCI信号处理板具有较高的性价比,硬件可靠度高,可满足高校、科研院所的不同需求,具有良好的产品化前景。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-14
第一章绪论  14-16
  1.1 研究背景及意义  14-15
  1.2 内容及结构安排  15-16
第二章软件无线电 CPCI 信号处理板技术综述  16-25
  2.1 软件无线电  16-22
  2.2 CPCI  22-24
  2.3 小结  24-25
第三章硬件系统设计  25-36
  3.1 处理板需求分析  25-28
  3.2 处理板硬件总体方案  28-35
    3.2.1 板卡结构  28-29
    3.2.2 核心器件选择  29-32
    3.2.3 硬件模块  32-33
    3.2.4 板内总线  33-34
    3.2.5 方案描述  34-35
  3.3 小结  35-36
第四章硬件详细设计与实现  36-81
  4.1 主要器件选型  36-42
    4.1.1 FPGA  36-39
    4.1.2 PPC  39-40
    4.1.3 DSP  40
    4.1.4 ADC 与DAC  40-41
    4.1.5 存储器  41-42
    4.1.6 接口芯片  42
  4.2 时钟模块详细设计与实现  42-46
    4.2.1 时钟需求  42-43
    4.2.2 时钟设计与实现  43-46
  4.3 FMC 卡详细设计与实现  46-54
    4.3.1 AD 通道设计  47-49
    4.3.2 ADC 和DAC 采样时钟  49-53
    4.3.3 DAC 电路  53-54
  4.4 PPC 模块详细设计与实现  54-61
    4.4.1 Localbus 总线  56-59
    4.4.2 DDR3  59
    4.4.3 P2020 的SerDes  59-60
    4.4.4 千兆以太网  60-61
  4.5 FPGA 模块详细设计与实现  61-66
    4.5.1 FPGA 上电配置  62-64
    4.5.2 高速缓存  64-66
  4.6 DSP 模块详细设计与实现  66-70
    4.6.1 EMIF 总线  67-68
    4.6.2 DDR2  68-70
  4.7 辅助功能模块设计与实现  70-72
    4.7.1 XC65LX45 上电配置  70-71
    4.7.2 全板复位电路  71-72
  4.8 PCB 设计  72-79
    4.8.1 叠层  72-74
    4.8.2 器件布局  74-75
    4.8.3 过孔  75-76
    4.8.4 布线  76-79
  4.9 处理板总体特征  79-80
  4.10 小结  80-81
第五章硬件调试与测试  81-92
  5.1 调试环境  81-82
  5.2 PPC 模块调试  82-86
    5.2.1 JTAG  82-84
    5.2.2 DDR3 遍历测试  84
    5.2.3 网口测试  84-85
    5.2.4 nand flash 遍历测试  85-86
  5.3 FPGA 模块功能  86
  5.4 DSP 模块功能  86
  5.5 FMC 卡模块  86-91
    5.5.1 AD 通道动态指标测试  86-89
    5.5.2 AD 通道输入阻抗测试  89-90
    5.5.3 AD 通道输入功率测试  90
    5.5.4 DA 通道无杂散动态范围  90-91
  5.6 小结  91-92
第六章结束语  92-94
  6.1 全文总结及主要贡献  92
  6.2 下一步工作的建议  92-94
致谢  94-95
参考文献  95-97
个人简历  97-98
攻读硕士学位期间的研究成果  98-99
附录：板卡实物图  99-100

软件无线电CPCI信号处理板硬件设计与实现

内容摘要

全文目录

相似论文