基于FPGA架构的高速信号传输系统的设计与实现

来源 :北京邮电大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:new_java
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本文的主要研究内容是实验室超高速无线通信系统项目中的基带高速信号传输系统的设计及验证。现阶段对信息传输与处理需求越来越高,许多适用于新应用的无线通信系统的发展也越来越快。基于速率增长和高速信号传输,以FPGA为架构来进行数字信号处理与数据传输是值得研究的一个方向与课题,它的发展上限很高,可以根据不同产业的不同需求来基于数据传输的基础功能来完成不同的设计。本论文先对于项目接收发射高速数据码流的需求,进行了系统架构分析。根据所要实现的功能需消耗的资源,选定了FPGA芯片、ADC芯片、DAC芯片和时钟芯片等,分析了硬件的功能和性能。然后在选定硬件的基础上,在开发板和自研板卡的链路上进行功能验证。开发板验证部分工作中,用FPGA开发板分别与ADC开发板和DAC开发板实现了基于JESD204B协议的数据传输。前者通过信号源给出10MHz正弦波信源,ADC进行模数转换后,通过FMC接口将数据基于JESD204B协议传输给FPGA,在Vivado中通过ILA得到正弦波信号波形,实现模数转换和数据传输功能。后者在Vivado中通过DDS给出20MHz的数字信号,从FPGA芯片通过FMC接口基于JESD204B协议发送给DAC,DAC经过数模转换得到相应的模拟信号,通过SMA头接同轴电缆到频谱仪测到20MHz频谱,实现数模转换和数据传输功能。在自研板卡研制完毕后,开始进行在自研板卡上的功能验证工作。后期实际应用工程中应是FPGA作为主控,直接读写其他芯片寄存器值。所以在自研板卡上实现功能之前,先将工程改写加入了 SPI配置程序,分别验证DAC\ADC和时钟芯片的读写,仿真时序正确后在多探头示波器检测时序也无误,写入根据实际需求配置的寄存器值,实现了相应芯片功能。现在已经将LMK04828芯片和DAC芯片的时序验证完毕,功能验证正在进行中。后期会继续进行自研板卡的相关验证工作,在项目后期也会根须具体需求加入调制编码等数字信号处理功能。
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