1756-CNB 在基于軟件無(wú)線電的某無(wú)線通信信號(hào)偵收平臺(tái)的設(shè)計(jì)中,天線接收到的信號(hào)經(jīng)過變頻器處理和A/D變換之后,經(jīng)過高速通道把采集的信號(hào)送入主控板進(jìn)行數(shù)據(jù)分發(fā)處理。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。 [align=center]
圖1 1756-CNB主控板的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖[/align] 主控板的硬件核心是嵌入式微處理器MPC8260,負(fù)責(zé)系統(tǒng)軟件的加載、數(shù)據(jù)的分發(fā)以及與外界命令控制的交互。軟件上,采用高性能的VxWorks嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。從天線接收到的射頻信號(hào)經(jīng)過變頻和A/D變換之后作為數(shù)據(jù)源連接到FPGA,F(xiàn)PGA對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行中頻變換和信道估計(jì)等預(yù)處理后,在CPU的控制下將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖镜貎?nèi)存,zui后CPU對(duì)數(shù)據(jù)打包后進(jìn)行快速分發(fā)。
因此,將40~50 Mbps的高速數(shù)據(jù)流從FPGA傳給CPU成為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵。 如果每傳遞一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)都需要CPU的介入,那么不論是采用中斷驅(qū)動(dòng)還是采用程序查詢的方式,數(shù)據(jù)傳輸速率都會(huì)很低,無(wú)法滿足系統(tǒng)需求。
1756-CNB(直接存儲(chǔ)器存?。┖鸵话愕某绦蚩刂苽魉头绞较啾染哂袛?shù)據(jù)傳送速度高、I/O響應(yīng)時(shí)間短和CPU額外開銷小的優(yōu)點(diǎn),因此,選擇DMA的傳輸模式,使FPGA中的數(shù)據(jù)不經(jīng)過CPU內(nèi)部寄存器的中轉(zhuǎn)而直接存放到本地內(nèi)存。1756-CNB支持多種DMA實(shí)現(xiàn)方式,分別適用于不同數(shù)據(jù)傳輸源/目的設(shè)備、不同傳輸數(shù)據(jù)塊大小和存儲(chǔ)模式的需要,因此需要根據(jù)主控板的系統(tǒng)特點(diǎn)設(shè)計(jì)出合適的DMA傳輸接口。
1756-CNB的 DMA系統(tǒng)結(jié)構(gòu) [align=center] 圖2 CPM原理框圖[/align] MPC8260是Freescale公司主要針對(duì)數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域而設(shè)計(jì)的一種嵌入式PowerPC微處理器,具有雙核結(jié)構(gòu):
1個(gè)高性能的MPC603e 64位RISC微處理器內(nèi)核和1個(gè)專為通信設(shè)計(jì)的32位RISC通信處理模塊(Communication Processor Module,CPM)。
1756-CNB能夠分擔(dān)PowerPC內(nèi)核大部分的外圍通信任務(wù),其中就包含兩個(gè)DMA控制器,即串行直接存儲(chǔ)器存取通道(Serial Direct Memory Access,SDMA),所以這種雙處理器的體系結(jié)構(gòu)比單處理器具有更強(qiáng)的通信控制功能。CPM的原理框圖如圖2所示。
除了PowerPC內(nèi)核和CPM之外,1756-CNB還包含一個(gè)靈活的系統(tǒng)接口單元(System Interface Unit,SIU)主要用于控制與外部總線的接口。 圖2中, CPM內(nèi)除了SDMA模塊以外,還包括通信控制器(Communications Processor,CP)、雙口RAM和一些串行外圍設(shè)備的控制接口等。
HALLIBURTON MP-48 USPP MP48
GENERAL ELECTRIC CR306HH005JE4H USPP CR306HH005JE4H
PANASONIC YB-020UDD USPP YB020UDD
RELIANCE ELECTRIC FLEXPAX3000 USPP FLEXPAX3000
EMECANIQUE TSX-P87-425 USPP TSXP87425
SIEMENS 6SE3-228-4DK40 USPP 6SE32284DK40
ALLEN BRADLEY 1775-MEA NSPP 1775MEA
CLEVELAND MOTION CONTROL A5174-48 USPP A517448
EMECANIQUE ATS-46C32N USPP ATS46C32N
RELIANCE ELECTRIC 801421-4R USPP 8014214R
BAILEY CONTROLS IMASI-13 FNFP IMASI13
SIEMENS 6ES5-470-4UB12 FNFP 6ES54704UB12
FANUC A06B-0652-B012 USPP A06B0652B012
GENERAL ELECTRIC 04019J46G0001 NSFP 04019J46G0001