-
-
手机阅读
在通信领域尤其是无线通信方面，随着技术不断更新和新标准的发布，设计者需要一个高速通用硬件平台来实现并验证自己的通信系统和相关算法。FPGA(现场可编程门阵列)作为一种大规模可编程逻辑器件，体系结构和逻辑单元灵活、集成度高、适用范围宽，并且设计开发周期短、设计制造成本低、开发工具先进并可实时在线检验，广泛应用于产品的原型设计和产品生产。
与传统的DSP(数字信号处理器)或GPP(通用处理器)相比，FPGA在某些信号处理任务中表现出非常强的性能，具有高吞吐率、架构和算法灵活、并行计算、分配存储以及动态配置等优势，因此非常适合用于设计验证高速通信系统的基带处理部分。
本文提出一种基于Xilinx公司Virtex-Ⅱ系列300万门级FPGA器件的通信系统基带设计验证平台,适用于高速通信系统基带的原型设计和相关算法的实现，并已成功应用于基于IEEE 802.1la的OFDM基带系统设计。
2 系统平台组成和功能
通信系统基带设计验证平台主要有以下组成部分：电源部分、FPGA和外围电路、时钟和复位电路以及模数和数模转换电路。平台整体框图见图1。
各单元模块的功能如下：
- 电源部分：负责给FPGA和其他电路供电。
- FPGA和外围电路：主要由两片300万门级的FPGA器件构成，配置电路用于启动后完成对FPGA的自动配置。其他主要外围电路还有存储器(SRAM和SDRAM)及串口通信电路。
- 时钟和复位电路：为FPGA提供系统时钟和复位信号。
- 模数和数模转换电路：主要是1片用于将数字信号转换成模拟信号的
FPGA，完成自动配置。也可以通过JTAG下载电缆连接TEST JTAG接口，直接对FPGA进行在线配置。 
3.2 时钟电路和复位及电压监视电路
本平台采用两个相互独立的有源晶体振荡器提供20 MHz时钟，分别作为接收机和发射机的时钟源。由于板上多处地方需要20 MHz时钟(如
3.3 数模和模数转换电路
本平台用于验证通信基带系统，需要将发射机输出的I路、Q路信号通过
3.4 电源电路
本系统正常工作需要两种供电电压。一种为FPGA器件的内核电压1.5 V；另一种为FPGA器件的输入输出接口电压3.3 V，该电压同时还用于其他器件供电。
本设计采用适合FPGA应用的低电压、大电流线性稳压器(
FPGA的通信系统基带设计验证平台非常适用于高速无线通信系统的基带设计。采用该平台可验证基于IEEE 802.1la的OFDM基带系统的简化原型设计。设计框图如图6所示。 
经验证，该平台能实现OFDM原型机的发送和接收功能，并能有效验证同步和信道估计算法的实际性能。
5 结束语
基于FPGA的通信系统基带设计验证平台采用大容量、高性能的FPGA器件，为通信系统的基带设计提供了一个有效的硬件实现平台。基于FPGA的实现和验证与计算机仿真相结合，将大大加速通信系统基带部分的快速原型设计，极大地方便了对实时性和运算量有较高要求的各类算法的验证。