基于FPGA的多功能信号仪设计

发布时间：2017-09-29 02:27

  本文关键词：基于FPGA的多功能信号仪设计

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【摘要】：自人类步入信息社会以来,信号仪作为重要测试设备支撑着通信技术的更新和升级。随着通信技术不断发展,对信号仪的需求开始趋向多元化。特别是第二代ADSL技术开始投入市场,更是要求用于测试的信号仪具有大带宽和多功能等特点。集成电路产业的跨越式发展为电子产业带来大量集成度高、功耗低、性能优的FPGA、DSP、DAC和ADC芯片等,这也为新型信号仪研发打下坚实的硬件基础。本文以Xilinx K-7系列FPGA平台为基础,通信专用处理器SD5133为主控芯片,配合TI公司数模芯片DAC38J84和模数芯片ADS58J80等,设计一个多功能、大带宽的信号仪。在VxWorks系统下,开发基于TCP/IP协议的信号仪软件,使信号仪具备多通道任意波形收发和验证链路DPD算法等多个功能。以Xilinx K-7系列FPGA为基础,提出将处理器总线结构用于整合JESD204B商用IP核和各类配置接口的方案,并完成了204B_rx、204B_tx、LocalBus2iBus、iBus2RAM、iBus2SPI和PS加载等模块设计。该方案可提高码型数据传输速率进而增大信号仪输出信号的带宽,优化逻辑模块的兼容性。通过对信号仪成品测试可知,基于上述方案设计的信号仪其多个通道信号带宽可达212MHz并支持DPD算法验证,可满足第二代ADSL技术的链路测试对于信号源的需求。该信号仪还具有良好的扩展性,用户也可根据测试需求对该仪器增加更多功能。
【关键词】：FPGA VxWorks 处理器总线 PS加载
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN06
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-12
• 1.1 课题研究的背景与意义9
• 1.2 国内外发展状况9-11
• 1.3 论文各章内容11-12
• 2 信号仪的总体结构12-16
• 2.1 系统框架12-13
• 2.2 信号仪工作原理13-14
• 2.3 系统时钟14-15
• 2.4 本章小结15-16
• 3 系统软件设计16-34
• 3.1 软件开发环境16-17
• 3.2 软件结构设计17-18
• 3.3 应用程序开发18-23
• 3.3.1 网络服务模块18-20
• 3.3.2 命令包解析和执行模块20-21
• 3.3.3 应用程序测试21-23
• 3.4 BSP开发23-33
• 3.4.1 LMK04828时钟芯片驱动开发23-24
• 3.4.2 DAC38J84和ADS58J80数模转换芯片驱动开发24-27
• 3.4.3 JESD204B高速信号串并转换逻辑模块驱动27-29
• 3.4.4 PS加载逻辑模块的驱动29-33
• 3.5 本章小结33-34
• 4 FPGA逻辑设计34-67
• 4.1 Xilinx Kintex-742034-35
• 4.2 FPGA逻辑设计35-66
• 4.2.1 LocalBus2i Bus模块设计36-41
• 4.2.2 iBus2SPI模块41-45
• 4.2.3 204B_rx和 204B_tx模块45-59
• 4.2.4 iBus2Ram模块59-63
• 4.2.5 PS加载的逻辑模块63-66
• 4.3 本章小结66-67
• 5 信号仪测试67-71
• 5.1 模拟输出信号幅度测试67
• 5.2 信号源带宽测试67-69
• 5.3 多通道串扰测试69-70
• 5.4 MTPR测试70
• 5.5 本章小结70-71
• 总结与展望71-73
• 参考文献73-75
• 致谢75-76
• 附件76

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本文编号：939478