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宽带中频信号处理模块控制与接口逻辑设计

鲁燕  
【摘要】:宽带中频信号处理模块兼具高速高精度数据采集及宽带信号频谱处理的功能,具有数据吞吐量大,功能控制复杂等特点。模块化的产品外形尺寸使得诸多高性能、高速的硬件功能单元集成于有限的空间内。作为数据采集系统的一种典型代表,广泛应用于电子对抗、雷达、数字通信等基于高性能采样技术的电子装备中。 结合“宽带中频信号数据采集与测试模块”项目研究工作,论文针对宽带中频信号处理模块的体系结构设计、命令通道设计、HPI (Host Port Interface,主机接口)数据通道设计、接口逻辑设计等进行了深入研究。宽带中频信号处理模块的硬件系统包括具有模拟通道、高速高精度采样(1GSPS)、采样时钟发生及触发控制等功能电路的高速采样子板和具有实时数据处理、海量数据存储、接口等功能电路的6U CPCI (Compact Peripheral Component Interconnect,紧凑型PCI)宽带中频处理载板。由于各功能电路之间关系复杂,因此有效地控制各个功能电路使系统协调可靠的运行直接关系着模块整体性能指标的实现。 接口逻辑可以界定为用户操作到底层硬件之间的纽带,因为上位机发送的控制命令都需通过接口逻辑转换成本地端信号;而控制逻辑则提供所有底层命令通道,将本地端信号解析为各功能电路的控制参数,保证模块对用户各种操作有正确、可靠的响应;同时高速率、大吞吐量的数据流也是通过接口逻辑以DMA(Direct Memory Access,直接存储器访问)的方式上传到上位机给用户显示处理,上传速度为(64bits*66MHz)/8=528MB/S。论文除了从硬件方面详细介绍了接口及控制逻辑电路的设计外,还介绍了接口驱动程序的开发,并给出了宽带中频信号处理模块核心单元的测试结果以及整机工作测试结果,实测结果验证了各模块设计的可行性和有效性。


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