基于多核dsp的通用软件无线电平台设计与实现

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1、硕士论文基于多核DSP的通用软件无线电平台设计与实现5．4．2多核DSP端SRIO模块设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯455．4．3测试结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯476高速PCB电路设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。496．1多层电路板结构设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯496．1．1多层电路板叠层结构设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯496．1．2多层电路板机械层设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯506．2去耦电容布局和平面分割⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

2、⋯⋯516．2．1去耦电容布局⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5l6．2．2电源平面分割⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯536．3配置外同步时钟设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯546．4ADS5463时钟和数据布线约束⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯556．5DDR3约束规则和走线设置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯576．6通用软件无线电平台硬件实物图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯607总结与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。62翌I[谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

3、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．63参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯64V硕士论文基于多核DSP的通用软件无线电平台设计与实现1绪论1．1课题背景及研究意义随着通信技术特别是无线通信技术的飞速发展，各种不同通信标准和协议被应用于无线通讯领域。同时，基于人们对无线通信领域中低时延、高吞吐数据传输的需求，使得传输标准和协议的更新换代变得越来越频繁，无线通信系统的实现也变得越来越复杂。为适应这些变化，标准通用软件无线电平台的设计成为一个重要的课题。通用的软件无线电(SDR)是指一种基于可编程的，具有一定灵活性的高速信

4、号处理平台。该平台上的设备都可以进行重新配置，将通用化、模块化、标准化的算法单元用软件方式实现。根据系统的实际需要，在软件中添加各种不同算法单元来完成特定的功能，从而达到跨越多种通信协议和标准的目的【l】。当需要从一种协议切换至另一种协议时，处理器能够实现动态的切换。通用的软件无线电平台如图1．1所示：Yr一一一一一一一一一一一一一一一一一一一-

5、!一I二二二二二-一1Ⅵ丽丽'压蕊习吐孬丽州数蠢薹号降：——一一一——IL————JI；I：软件无线电前端：；软件无线电后端!图1．1软件无线电平台框图在软件无线电处理系统中，模拟前端信号经A／D转换至数字信号后，进入

6、高速DSP处理单元进行数字信号处理。处理内容包括信号编解码、调制解调、加解密、载波频率生成、工作模式转换等功能。数字信号处理部分是软件无线电技术的核心，其中DSP处理器的运算能力和数据传输的速度将直接影响软件无线电系统实时性能的好坏。过去通用的软件无线电平台通常采用PC机、单核低速的DSP或者SOC处理器作为软件无线电后端的数字信号处理核心单元。软件无线电前端和后端通过并行／串行(低速)非标准互联接口进行板卡问数据的有效交互。在低采样率和窄带宽的软件无线电系统中，这种通用平台可以满足普通串行算法的基本运行需求。但是随着软件算法复杂度(02)的不断提高，信号采样率

7、及其处理速度的渐渐加快，Gbit数据传输和多核并行计算等在系统中出现，传统的解决方案已经不再适应当前通用软件无线电平台的实际需求。基于上述对比和分析，本文提出并设计实现了一个基于VPX标准板卡互联结构的多核DSP软件无线电平台。在该平台中主要包括基于Virtex一6系列FPGA的多通道高速模拟采集前端和多核DSP的数字信号处理后端。多通道模拟采集前端主要完成高速信号采样、VPX板卡接口控制等工作。多核DSP数字信号处理后端主要完成软件无线电1绪论硕士论文算法实现、并行计算等工作。为了实现板级芯片间高速信号互联传输，整个通用软件无线电平台采用基于RapidlO协议

8、的串行通信技术，替代现有的并行通信总纠21。1．2论文结构安排第一章介绍了通用软件无线电平台的发展现状，阐述了基于多核DSP通用软件无线电平台的研究意义。第二章介绍了当前多核处理器及核问通信技术的发展现状，阐述了KeyStone架构下多核DSP的相关技术。第三章设计了基于多核DSP的通用软件无线电平台框图，阐述了该平台中FPGA和多核DSP的系统硬件架构和系统软件架构。第四章详细说明了基于多核DSP的通用软件无线电平台的硬件设计，主要内容有：FPGA和多核DSP各个功能电路模块的选型和设计原理。第五章详细说明了基于多核DSP的通用软件无线电平台的软件实现，主要内

9、容有：系统软件的启动设计