基于PXI总线的QPSK调制器设计实现
发布时间：2020-03-19 15:23
【摘要】： 军用测试电台应用环境恶劣,现场干扰严重,需要处理的数据量大,同时可能需要支持多种制式,要能够在软件上灵活更改其工作模式、性能参数等,以适应战时需要。而且无论因故障或战时需要更换设备,也要及时迅速。基于这些因素,设计之初必须考虑使设计的系统能满足数据吞吐量大、抗干扰能力强、性能稳定可靠、集成性好、设备更换方便快捷的要求。因此,我们设计了基于PXI总线的QPSK调制器测试平台。 PXI总线数据传输速率峰值在33 MHz、32 bit时,可达132MB/s;在66 MHz、64 bit时更高达528MB/s。PXI背板上的每一个扩充槽,都有专用的10 MHz参考时脉,时脉偏斜精确度小于1ns,可作为各扩充槽的基础时脉,来达到同步效果。PXI总线还支持热拔插,方便快速更换设备。除此之外,PXI总线严格遵守IEC-1076机械规范,抗震性、稳定性和抗干扰性都很好。QPSK调制模式具有较好抗干扰性能,载波可以承载2bit二进制信息的传输编码效率和2bit/Hz的频带利用率,而且开发方法灵活,使得本测试平台能够很好适应野外战时环境需要。 本论文给出一种以数字信号处理器为关键模块、PXI总线系统时钟33MHz、数据位宽32bit、符合3U结构的板卡式系统硬件平台。该硬件系统平台对应的软件开发主要使用了目前成熟、可靠的集成开发环境,使用了TI的CCS来开发DSP相关的软件,Xilinx的ISE以及Mentor Graphics的Modelsim来开发CPLD相关的软件,VC6.0结合WinDriver来开发PXI的内核驱动程序。经过实际调试,实现了模拟射频信号码率为6Mbps,频率为42MHz,带宽门限为55MHz。当然,如果把调制模块主时钟提高到160MHz,码率可达20Mbps上限,载波相应达到65MHz峰值。 本系统可靠性高,集成度好,充分利用了DSP的可编程优势,使得整个系统具备一定灵活性,以及利用CPLD编程在线可修改的特点,方便了系统调试。本系统与传统测试电台相比,具有上电自启动、测试自动完成、体积小的特点,而且,模块化的设计思想,为今后军用电台测试系统设计提供了一种思路。
【图文】：
[10]。图2-1 PXI总线体系结构PXI这种新型模块化仪器系统是在PCI总线内核技术上增加了成熟的技术规范和要求形成的。它通过增加用于多板同步的触发总线和参考时钟、用于进行精确定时的星形触发总线、以及用于相邻模块间高速通讯的局部总线来满足试验和测量用户的要求。PXI规范在CompactPCI机械规范中增加了环境测试和主动冷却要求以保证多厂商产品的互操作性和系统的易集成性。PXI将Microsoft Windows NT 和Microsoft Windows 95 定义为其标准软件框架，并要求所有的仪器模块都必须带有按VISA规范编写的WIN32设备驱动程序， 使PXI成为一种系统级规范，保证系统的易于集成与使用，从而进一步降低最终用户的开发费用。详细结构如下图2-2所示[11]。2.2.1 PXI机械规范及其特性由CompactPCI规范引入的Eurocard坚固封装形式和高性能的IEC连接器被应用于PXI所定义的机械规范，使PXI系统更适于在工业环境下使用，而且也更易于进行系统集成。
Eurocard规范。图2-4 PXI两种规范尺寸及其接口这些规范支持小尺寸(3U=100mm x 160mm)和大尺寸(6U=233.35mm x 160mm)两种结构尺寸。IEEE1101.10和IEEE1101.11等最新的Eurocard规范中所增加的电磁兼容性(EMC)、用户可定义的关键机械要素、以及其它有关封装的条款均被移植到PXI规范中。这些电子封装标准所定义的坚固而紧凑的系统特性使PXI产品可以安装在堆叠式标准机柜上，并保证在恶劣工业环境中应用时的可靠性。图2-4所示的是PXI仪器模块的两种主要结构尺寸及其接口连接器[12]，其中，，J1连接器上定义了标准的32-bit PCI总线，所有的PXI总线性能定义在J2连接器上。PXI机箱背板上包括可连接J1和J2连接器的所有PXI性能总线，对仪器模块来讲,这些总线可以有选择地使用。图2-5是用于说明一个完整PXI系统的基本组成部分[13][14]。PXI规定系统槽(相当于VXI的零槽)位于总线的最左端，而CompactPCI系统槽则可位于背板总线的任何地方。PXI规范定义唯一确定的系统槽位置是为了简化系统集成，并增加来自不同厂商的机箱与主控机之间的互操作性。PXI还规定主控机只能向左扩展其自身的扩展槽，不能向右扩展而占用仪器模块插槽。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TN761;TP336
本文编号：2590399
【图文】：
[10]。图2-1 PXI总线体系结构PXI这种新型模块化仪器系统是在PCI总线内核技术上增加了成熟的技术规范和要求形成的。它通过增加用于多板同步的触发总线和参考时钟、用于进行精确定时的星形触发总线、以及用于相邻模块间高速通讯的局部总线来满足试验和测量用户的要求。PXI规范在CompactPCI机械规范中增加了环境测试和主动冷却要求以保证多厂商产品的互操作性和系统的易集成性。PXI将Microsoft Windows NT 和Microsoft Windows 95 定义为其标准软件框架，并要求所有的仪器模块都必须带有按VISA规范编写的WIN32设备驱动程序， 使PXI成为一种系统级规范，保证系统的易于集成与使用，从而进一步降低最终用户的开发费用。详细结构如下图2-2所示[11]。2.2.1 PXI机械规范及其特性由CompactPCI规范引入的Eurocard坚固封装形式和高性能的IEC连接器被应用于PXI所定义的机械规范，使PXI系统更适于在工业环境下使用，而且也更易于进行系统集成。
Eurocard规范。图2-4 PXI两种规范尺寸及其接口这些规范支持小尺寸(3U=100mm x 160mm)和大尺寸(6U=233.35mm x 160mm)两种结构尺寸。IEEE1101.10和IEEE1101.11等最新的Eurocard规范中所增加的电磁兼容性(EMC)、用户可定义的关键机械要素、以及其它有关封装的条款均被移植到PXI规范中。这些电子封装标准所定义的坚固而紧凑的系统特性使PXI产品可以安装在堆叠式标准机柜上，并保证在恶劣工业环境中应用时的可靠性。图2-4所示的是PXI仪器模块的两种主要结构尺寸及其接口连接器[12]，其中，，J1连接器上定义了标准的32-bit PCI总线，所有的PXI总线性能定义在J2连接器上。PXI机箱背板上包括可连接J1和J2连接器的所有PXI性能总线，对仪器模块来讲,这些总线可以有选择地使用。图2-5是用于说明一个完整PXI系统的基本组成部分[13][14]。PXI规定系统槽(相当于VXI的零槽)位于总线的最左端，而CompactPCI系统槽则可位于背板总线的任何地方。PXI规范定义唯一确定的系统槽位置是为了简化系统集成，并增加来自不同厂商的机箱与主控机之间的互操作性。PXI还规定主控机只能向左扩展其自身的扩展槽，不能向右扩展而占用仪器模块插槽。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TN761;TP336
【引证文献】
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本文编号：2590399
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