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用軟件無(wú)線電技術(shù)實(shí)現(xiàn)通用衛(wèi)星測(cè)控平臺(tái)
摘要：軟件無(wú)線電技術(shù)正日益廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代通信的各個(gè)領(lǐng)域。本文介紹以高速DSP芯片為核心實(shí)現(xiàn)通用的衛(wèi)星測(cè)控平臺(tái)。該通用平臺(tái)的調(diào)制方式、碼速率、載波頻率、指令數(shù)據(jù)格式、調(diào)制碼型等工作參數(shù)具有完全的可編程性。關(guān)鍵詞：軟件無(wú)線電 數(shù)字信號(hào)處理 調(diào)制解調(diào) TMS320C6701
軟件無(wú)線電是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、高速數(shù)字處理技術(shù)的迅速發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的，其基本思想就是將寬帶A/D/A變換器盡可能地靠近天線，將電臺(tái)的各種功能盡量在一個(gè)開放性、模塊化的平臺(tái)上由軟件來(lái)確定和實(shí)現(xiàn)。該平臺(tái)的調(diào)制方式、碼速率、載波頻率、指令數(shù)據(jù)格式、調(diào)制碼型等系統(tǒng)工作參數(shù)具有完全的可編程性。
傳統(tǒng)的衛(wèi)星測(cè)控平臺(tái)存在著性能不完善，調(diào)制方式、副載波、碼速率組態(tài)不靈活，體積偏大等問(wèn)題。研制和開發(fā)通用化、綜合化、智能化的測(cè)控平臺(tái)，通過(guò)注入不同的軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)制載頻、調(diào)制方式、傳輸碼速率等參數(shù)的改變，應(yīng)用于各種軌道衛(wèi)星平臺(tái)的遙測(cè)遙控任務(wù)。數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）是整個(gè)軟件無(wú)線電方案的靈魂和核心所在。通用平臺(tái)的靈活性、開妻性、通用性等特點(diǎn)主要是通過(guò)以數(shù)字信號(hào)處理器為中心通用硬件平臺(tái)及DSP軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。經(jīng)過(guò)比較，我們采用TI公司的TMS320C6000系列DSP芯片和匹配的外圍芯片形成一套實(shí)時(shí)的DSP系統(tǒng)。
圖1 TMS320C6701結(jié)構(gòu)框圖
1 軟件無(wú)線電通用平臺(tái)的DSP技術(shù)
1.1 TMS320C6701 DSP芯片介紹
TMS320C6701是TI公司的高性能DSP芯片，具結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
TMS320C6701的主要特點(diǎn)為：
*單指令字長(zhǎng)為32位，8個(gè)指令組成一個(gè)指令包，總字長(zhǎng)為256位，引腳與TMS320C6201系列的引腳兼容。
*體系結(jié)構(gòu)采用甚長(zhǎng)指令字（VLIW）結(jié)構(gòu)；(范文先生網(wǎng)www.gymyzhishaji.com收集整理)
*硬件支持IEEE標(biāo)準(zhǔn)的單精度和雙精度指令集，支持字節(jié)尋址獲得8位/16位/32位數(shù)據(jù)，指令集中有位操作指令（包括位域抽取、設(shè)置、清除以及位計(jì)數(shù)、歸一化等）；
*1Mb(位)的片內(nèi)存儲(chǔ)空間，其中程序存儲(chǔ)空間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間各512Kb；
*32b外部存儲(chǔ)器接口（EMIF），有52MB的外部存儲(chǔ)器尋址能力；
＊四通道自加載DMA協(xié)處理器，可用于數(shù)據(jù)的DMA傳輸；
*16位宿主機(jī)接口（HPI）；
*兩個(gè)多通道緩沖串口（McBSPs）；
*兩個(gè)32位通用定時(shí)器；
＊靈活的鎖相環(huán)路（PLL）時(shí)鐘產(chǎn)生器，可以對(duì)輸入時(shí)鐘進(jìn)行不同的倍頻處理；
*芯片內(nèi)部有IEEE1149.1標(biāo)準(zhǔn)邊界掃描仿真器（JTAG），可用于芯片的自檢和開發(fā)；
*芯片共352腳采用BGA封裝，以獲得好的高頻電氣性能，并使芯片尺寸變��；
*采用0.18μm工藝，則五層金屬組成，輸入輸出接口電壓為3.3V，核心電壓1.8V(167MHz時(shí)為1.9V)。
1.2 DSP技術(shù)在軟件平臺(tái)中的應(yīng)用
每套測(cè)控平臺(tái)含雙機(jī)備份的遙控調(diào)制器與遙控解調(diào)器，雙機(jī)分別由獨(dú)立電源供電。系統(tǒng)總體框圖如圖2所示。調(diào)制器與解調(diào)器分別通過(guò)不同的RS232串口與遙控處理計(jì)算機(jī)通信，完成對(duì)調(diào)制解調(diào)器的控制及其帶數(shù)據(jù)的收發(fā)。
用戶在每次任務(wù)前通過(guò)控制計(jì)算機(jī)設(shè)置調(diào)制方式、調(diào)制參數(shù)及通信連接方式，并調(diào)用算法參數(shù)生成程序產(chǎn)生調(diào)制器和解調(diào)器中算法的預(yù)置參數(shù)，并在設(shè)備初始化時(shí)以批數(shù)據(jù)方式從串口送入DSP芯片，經(jīng)校驗(yàn)后送Flash ROM中。為保證程序傳送的可靠性，采用IRQ差錯(cuò)控制方式，DSP每接收一個(gè)數(shù)據(jù)包在存儲(chǔ)的同時(shí)向計(jì)算機(jī)回傳數(shù)據(jù)信息，計(jì)算機(jī)一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)出錯(cuò)即轉(zhuǎn)入重傳方式。參數(shù)設(shè)置成功后，調(diào)制解調(diào)器根據(jù)協(xié)議發(fā)送和接收遙控指令，并將工作狀態(tài)回送遙控處理計(jì)算機(jī)，同時(shí)在遙控前端機(jī)面板上顯示。
1.3 調(diào)制器與解調(diào)器硬件結(jié)構(gòu)與功能描述
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