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本文所研究的内容均为作者在国家科技重大专项“TD-LTE射频一致性测试仪表”中所承担的相关研发工作。测试作为无线通信产业链中的重要一环,在TD-LTE的发展过程中发挥着关键的作用。针对TD-LTE终端和基站测试需求,进行的TD-LTE射频一致性测试仪表的研发,将会推动我国拥有民族知识产权的TD-SCDMA通信标准的演进和TD-LTE的商用。
本文在此背景下,针对该项目基带板中高速数据传输的需求,为解决多芯片协同处理而展开的需求分析、方案选择、理论研究、设计实现、功能仿真、系统验证和项目应用的研究具有重大意义。论文的主要内容如下:
首先,本文在对TD-LTE射频一致性测试系统整体方案有一定程度理解的基础上,分析出基于ARM+DSP+FPGA架构的基带板中高速数据传输的需求,对各芯片所支持的接口和传输协议进行技术对比,选择出具有高速、先进、易实现的接口和传输协议,完成芯片间数据传输方案的选择。
其次,基于FPGA芯片在基带板中完成特定功能的需求,从芯片间和芯片内两个部分进行高速数据传输的理论研究。在芯片间部分,主要介绍了用于DSP与FPGA间数据高速传输的外部存储器接口和串行Rapid IO传输协议;用于FPGA与FPGA间数据高速传输的吉比特串行IO技术;用于FPGA与PC机间数据高速传输的千兆网技术。在芯片内部分,主要介绍了用于解决芯片资源有限,采用的DDR2 SDRAM高速转存技术;用于解决芯片内各模块跨时钟域和位宽不匹配等问题,采用的异步FIFO缓存技术。
再次,在FPGA内通过硬件描述语言完成芯片间和芯片内传输模块的详细设计和优化。其传输模块主要包括EMIF接口、SRIO传输协议、Rocket IO收发器的控制、GEMAC传输协议、DDR2控制器和FIFO缓存器。
最后,在Modelsim软件中完成各模块的功能仿真、在基带板上完成各模块的系统验证、对仿真和验证后的资源和速率进行评估和优化,并将各高速传输技术应用到项目中。