ＦＰＧＡ的可编程嵌入式信号处理背板的调试

dzyjc7 · 发表于 2012-4-25 17:44:36

在信号处理背板制作完成之后，我们对背板进行了调试，并开发了一些背板专用配置程序。
在调试过程中我们使用了ＷｈｉｔｅＭｏｕｎｔ公司的ＣｏｄｅＣｏｍｐｏｓｅｒＤＳＰ开发调试软件和Ｘｉｌｉｎｘ公司的Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ２．１ＩＦＰＧＡ＆ＣＰＬＤ开发调试软件。为全面验证我们预期的设计效果，调试按以下过程进行：
（１）利用Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ２．１Ｉ通过Ｘ＿Ｃｈｅｃｋｅｒ接口向ＦＰＧＡ下载测试配置，ＦＰＧＡ响应结果正确。
（２）利用ＣｏｄｅＣｏｍｐｏｓｅｒ通过ＪＴＡＧ电缆对ＤＳＰ内部ＲＡＭ和外部ＳＲＡＭ进行测试，测试表明硬件设计正确。
（３）利用Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ２．１Ｉ通过标准ＪＴＡＧ电缆对ＸＣ９５３６下载测试配置，ＣＰＬＤ响应结果正确。
（４）利用Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ２．１Ｉ通过标准ＪＴＡＧ电缆对ＸＣ９５３６下载自行设计的ＦＰＧＡ专用配置，利用ＣｏｄｅＣｏｍｐｏｓｅｒ通过ＪＴＡＧ电缆对ＤＳＰ加载专用配置程序，使得ＤＳＰ完成对Ｆｌａｓｈ烧录ＦＰＧＡ配置数据和ＤＳＰ的Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ数据。
（５）脱离开发系统，背板上电通过Ｆｌａｓｈ内的配置数据自行ＦＰＧＡ配置和ＤＳＰ的Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ运行结果正确。
为进一步验证背板的通用性，我们根据实际课题需求，在背板上开发了两个应用设计实例。一个是３２０ＭＨｚ３２ｂｉｔ高速计数器。我们在以前开发的２００ＭＨｚ高速计数器的基础上，基于多路均匀相差时钟信号在ＴＯＡ时刻进行逻辑译码获得高速计数效果的原理，通过外部４０ＭＨｚ输入时钟，利用ＶｉｒｔｅｘＦＰＧＡ内部ＤＤＬ电路产生４路相差９０°的８０ＭＨｚ信号，形成３２０ＭＨｚ３２ｂｉｔ高速计数器，使得时间测量精度达到３ｎｓ左右。该设计可用于高精度ＴＯＡ、ＰＷ、ＲＦ等参数的测量。
另一个是基于内容可寻址存储器（ＣＡＭ）的关联比较器。我们在充分分析Ｘｌｉｎｘ提供的ＣＡＭ＿Ｃｏｒｅ设计的基础上，自行设计了一种基于ＣＡＭ的可编程关联比较器。该比较器采用中值比较法，可通过控制线控制比较范围，并设计了一种专门对付捷变参数的多值比较逻辑。我们利用ＸＣＶ２００ＰＱ２４０实现了上述设计，通过测试母板上的ＵＡＲＴ从控制台微机上接收模拟辐射源数据。测试结果表明，在辐射源参数空间重叠不太严重的情况下，该设计可同时处理８０个以上的装定辐射源参数（１２８ｂｉｔＰＤＷ可包含捷变参数），且能达到较好的分选效果，可见它在侦察信号处理领域的应用前景是非常广阔的
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