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基于ASIC的无线数据传输系统设计

周奇勋  
【摘要】:无线数据传输系统是建立在研究智能住宅无线网络通信系统的基础上,以数字无绳电话的主机为核心建立起的一种家庭无线通信网络。本论文采用自顶向下(top-down)的正向高层次设计方法对无线数据传输系统芯片的核心部分——突发模式控制器(Bust Mode Controller,以下简称“BMC”)的设计与实现进行了研究。对系统中心控制器的设计进行了研究,对系统语音编解码(CODEC)模块作了简要的分析以及在BMC中设计了相应的数据接口电路。在该课题的研究中,BMC的设计采用了目前ASIC设计中最先进的高层次设计方法,使用硬件电路描述语言VHDL对其进行描述。控制器首先采用8位单片机AT89C52实现系统的功能验证,采用单片机C语言编写源程序,然后将源程序载入8位MCU核中进行ASIC的设计。本论文以芯片的FPGA和ASIC的设计和实现为主线,阐述了突发模式控制器设计、仿真、综合验证以及布局布线的步骤,以及基于ASIC技术的高层次设计方法,并且分析了系统的工作状态转换和中心控制器的软件设计流程。 在本论文的研究中,重点分析了突发模式控制器的设计。以对数据通信协议和时分双工的通信工作方式的分析和理解为基础,对突发模式控制器的设计思路和各个子模块电路的设计和实现做了详细的分析阐述。 本论文完成了突发模式控制器的设计,由测试激励程序完成了功能仿真,以及布局布线后的时序仿真。并且通过系统仿真软件MATLAB提供信号源,在信噪比为 15dB的情况下通过计算机仿真系统的误码率为0.63%,完全可满足语音通信的要求,同时在数据量不大的数据通信中质量也能基本得到满足。最后设计PCB实验板进行了测试,通过FPGA证明所实现的无线数据传输系统芯片符合基本功能要求。并且完成了包括BMC、中心控制器、CODEC的无线数传芯片的ASIC实现。 通过本论文的研究,开发了拥有自主知识产权的无线数据传输系统专用集成电路。为建立智能住宅的家庭无线通信网络提供了低成本的解决方案。


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