SCA电台信号处理模块的设计与实现

论文摘要

软件通信体系结构规范(SCA)电台是一种采用具有开放性、标准化及模块化的通用硬件平台。它将尽可能多的功能用软件来实现,根据需要通过在硬件平台上加载不同的通信软件来实现不同的通信模式和功能。因此,SCA电台能克服传统电台大部分不能互通、功能单一、频段单一、收发波形单一、组网能力差、性价比低、需要昂贵的硬件来增强其能力等缺陷,满足军事和民用上日益增长的不同需求。本文首先介绍了SCA规范和SCA电台的硬件平台,然后在分析信号处理模块需求和工作原理的基础上,进行了硬件电路设计和底层软件设计与实现。硬件电路设计主要包括DSP电路设计、FPGA电路设计、CPLD电路设计、串行总线电路设计、存储器电路设计和电源设计；底层软件设计与实现包括CPLD的设计实现和DSP设计实现。接着,本文对信号处理模块的功耗和平均无故障时间进行了估算。最后,对信号处理模块的各个组成部分进行了调试,获得了满意的结果。全部调试成功后,将信号处理模块与电台其他模块进行了联机调试,验证了信号处理模块设计方案的可行性。本论文所设计的信号处理模块以及调试的解决方案对SCA技术的研究应用,具有提供一定现实意义和较大的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外技术发展现状
• 1.3 论文研究思路与内容安排
• 第二章 SCA演示验证系统结构
• 2.1 SCA一般系统结构
• 2.1.1 硬件体系结构
• 2.1.2 软件体系结构
• 2.1.3 SCA的安全体系结构
• 2.2 SCA演示验证系统硬件结构
• 2.3 本章小结
• 第三章 信号处理模块和信号处理接口后插板的硬件电路设计
• 3.1 信号处理模块功能需求分析
• 3.2 元器件的选择
• 3.3 信号处理模块硬件电路设计
• 3.3.1 处理通道的电路设计
• 3.3.2 CPLD的电路设计
• 3.3.3 高速串行总线接口的电路设计
• 3.3.4 系统时钟分配的电路设计
• 3.3.5 复位电路设计
• 3.3.6 电源设计
• 3.4 信号处理接口后插板的硬件电路设计
• 3.4.1 信号处理接口后插板的功能
• 3.4.2 接口定义
• 3.4.3 硬件电路设计
• 3.5 信号处理模块的功耗和平均无故障间隔时间
• 3.5.1 功耗估计
• 3.5.2 平均无故障间隔时间
• 3.6 本章小结
• 第四章 信号处理模块的底层软件设计与实现
• 4.1 CPLD的设计实现
• 4.1.1 典型的FPGA开发流程
• 4.1.2 CPLD程序设计
• 4.2 DSP的设计实现
• 4.2.1 DSP/BIOS应用程序框架
• 4.2.2 bootloader和加载管理程序的设计
• 4.2.3 应用程序设计
• 4.3 本章小结
• 第五章 信号处理模块的测试与调试
• 5.1 基本功能的调试
• 5.1.1 CPLD调试
• 5.1.2 FPGA调试
• 5.1.3 DSP调试
• 5.2 处理通道调试
• 5.2.1 bootloader和加载管理程序
• 5.2.2 动态重构功能验证
• 5.2.3 处理通道的通路测试
• 5.3 联机调试
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 本文研究工作总结
• 6.2 进一步的工作和建议
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文及科技成果
• 附录1
• 附录2