基于双NIOSII的IP无线收发机

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1、基于双NIOSII的IP无线收发机（WirelessIP/EthernetTransceiver）(北京航空航天大学)王鹏常青（导师）WangPengChangQing摘要：介绍了基于NIOSII软核处理器的SOPC技术,分析了传统方法和基于SOPC技术的方法实现扩频收发机的优劣,详细说明了嵌有双NIOSII的SOPC技术的方案设计。该设计增强了系统功能,改善了系统的灵活性,并提高了其适应不同应用需求的伸缩性。Abstract:IntroducethetechniqueofSOPCwithsoftcoreprocessorNIOSII.Ana

2、lyzethetraditionaldesignandtheSOPCdesigninaDirection-SequenceSpread-SpectrumReceiverAndTransmittersystem.ExplainthedesignwithSOPCmethodinwhichtwoNIOSIIareembedded.Thefunctionsareenhanced,whiletheflexibilityandscalabilityisextended.Keywords:SOPC;NIOSII;Spread-SpectrumReceive

3、rsAndTransmitter一：概述目前，日益蓬勃发展的网络技术促使许多应用产品向新一代工业及商务网络应用方向发展。一些不带网络功能的产品越来越不符合当今产品的需要。具有更多功能的集成、支持网[1]络协议已成为目前产品研发的主流。传统的无线收发机具有体积大，可配置性差，功耗高，成本大，开发时间长等缺点，且不支持网络。基于以上诸多因素考虑，我们将设计一个新式的支持网络的便携式的无线收发机来取代传统的收发机。该系统是无线网络的解决方案，采用先进的扩频技术，实现长距离数据传输。本系统是基于双NIOSII核的扩频收发机。该系统以全双工的方式进行无

4、线方式的收发，并通过以太口进行网络传输。发射方面，系统通过网络收到数据进行扩频调制，经由射频装置从天线发射出去，完成发射部分。接收方面，系统从天线收到远端的信号，进行解调解扩并传给网络，完成接收部分。其中一个NIOSII核完成无线收发机接收和发送的信号处理和运算，另一个核运行操作系统，完成以太网传输和其他相关控制。之所以选择使用NIOSII来完成该系统，而不选择目前通用的（MCU+DSP）方式，我们主要考虑是首先双NIOSII的处理能力完全能够完成任务且开发方便，周期短。另外SOPC硬件线路可以规划到芯片内部，有效缩小PCB面积，减小体积。还

5、有，由于NIOSII的软硬件自由配置空间极大，可以方便的调整系统不断提到系统性能。这几乎能够克服传统无线收发机的所有不足。另外NIOSII内核的可编程性，为以后支持更多网络协议等附加功能可能。二：功能描述本系统是基于IP的无线收发装置，具备网络功能的收发机其应用范围将大大增加。系统提供由键盘和液晶显示器组成的人机界面，可以实现本地系统设置，实现码分多址，在允许的作用距离内，设备间可以通过配置实现点对点和组网传输。工作站/IP设备网络无线收发机电脑其它接口网络无线收发机工作站/IP设备其它接口网络无线收发机其它接口本系统是基于双NIOSII核的

6、结构，其中一个核(CORE1)运行操作系统，完成以太网传输，其他相关控制和人机交互任务。另一个NIOSII核（CORE2）完成无线收发机接收和发送的信号处理和运算。两个NIOSII的数据和命令交互是通过FPGA内部的共享内存（双口RAM）来实现的。见下图：天线外部存储器网络接口（FLASH/SRAM)射频模块CORE2CORE1NiosII(无线收发机信号NiosII(操作系统）共享存储器:处理）NetworkstackSharedlibrariesCORE1的存储器CORE2的存储器FPGA串口等液晶显示其他接键盘器口三：各模块详细说明：1

7、NIOSIICORE1功能说明CORE1运行MicroC/OS-II操作系统，进行以太网传输，人机交互，控制等方面的处理。首先在上电后NIOSII初始化操作系统，初始化lwIP和其它的一些外设并初始化液晶显示器执行人机界面程序。在该用户程序中，通过用户的键盘输入对系统进行设置，调整系统的运行方式，同时将系统状态显示到液晶显示器。其中人机交互程序的系统的设置包括：数据传输方式配置（串口，以太口等），发射功率的选择，网络的配置，扩频序列的选择，环路参数的选择等等。其软件流程图如下：操作系统初始化/lwIP初始化运行人机交互程序设置是否改变否是接收

8、本地键盘输入改变系统设置并显示在液晶是否进行网络传输用其它接口传输收发网络数据数据在该系统中，人机交互程序是用户的顶层程序，实现该程序的功能需要操作系统，lwIP，