DSP調(diào)頻調(diào)制器設(shè)計(jì)方案解析

　軟件無線電的基本思想是以開放的、可擴(kuò)展的、結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)的硬件為通用平臺(tái)，把盡可能多通信功能用可升級(jí)、可替換軟件來實(shí)現(xiàn)。其中心思想是：構(gòu)造一個(gè)具有標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的通用硬件平臺(tái)，并通過軟件加載實(shí)現(xiàn)各種無線通信功能的一種開放式體系結(jié)構(gòu)。本文基于這一思想，首先構(gòu)造一個(gè)DSP與PC機(jī)接口的硬件平臺(tái)，繼而在該平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)較為簡(jiǎn)單的FM調(diào)制器。該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)為以后研究基于軟件無線電其他制式的調(diào)制解調(diào)器提供了基本平臺(tái)。
　　1 系統(tǒng)原理
　　本系統(tǒng)以TMS320VC5402數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）為核心搭建硬件平臺(tái)，在DSP中編程實(shí)現(xiàn)FM調(diào)制。系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是采用通用計(jì)算機(jī)與DSP處理單元相結(jié)合的方案，系統(tǒng)中各種人機(jī)接口及控制功能、存儲(chǔ)顯示功能由PC機(jī)完成，而各種實(shí)時(shí)任務(wù)交給DSP完成，充分發(fā)揮DSP的高速處理能力及PC機(jī)的靈活性。
　　1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
　　該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。他是由DSP實(shí)驗(yàn)箱及PC人機(jī)接口控制前臺(tái)組成。其中實(shí)驗(yàn)箱的DSP微處理器芯片為核心，外接射頻發(fā)射模塊及DSP外圍硬件設(shè)備，外部調(diào)制信號(hào)經(jīng)過低通濾波器后，濾除高頻噪聲，然后經(jīng)過A／D轉(zhuǎn)換把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成離散序列后進(jìn)入DSP進(jìn)行調(diào)頻處理。在硬件中通過HPI（主機(jī)接口）實(shí)現(xiàn)DSP與PC實(shí)時(shí)通信。在PC機(jī)中用軟件設(shè)計(jì)了控制顯示平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件處理的控制及顯示，用戶可以在軟件平臺(tái)前面板中輸入數(shù)據(jù)選擇調(diào)制參數(shù)，并通過數(shù)據(jù)通信接口將數(shù)據(jù)讀人PC機(jī)，在顯示平臺(tái)中以圖形方式實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)結(jié)果。
　　
　　1.2主機(jī)通信接口設(shè)計(jì)
　　TI的C5000系列的DSP都有主機(jī)接口（Host PortInterface，HPI），用于DSP和主機(jī)之間的通信，組成主從結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。采用這種通信方式，完全沒有硬件和軟件開銷，而是由DSP自身的硬件來協(xié)調(diào)沖突，從而不會(huì)打斷DSP正常程序的運(yùn)行。在HPI通信方式下，DSP的片內(nèi)存儲(chǔ)器對(duì)外界完全透明，由主機(jī)通過訪問HPI的地址和數(shù)據(jù)寄存器來完成對(duì)DSP片內(nèi)存儲(chǔ)器的讀寫。以PC機(jī)為主機(jī)，通過HPI來監(jiān)控DSP的運(yùn)行可以充分利用PC機(jī)上豐富的資源，組成完整的主從結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。
　　C5000系列DSP的主機(jī)接口（HPI）主要有三種：標(biāo)準(zhǔn)的8位HPI、增強(qiáng)型的8位的HPI8和16位的HPI16。HPI接口提供了DSP加載自啟動(dòng)的一種方式和主機(jī)的實(shí)時(shí)控制DSP的途徑。TMS320VC5402的主機(jī)接口是增強(qiáng)型的8位HPID。相對(duì)于只能訪問DSP中2 kB片上存儲(chǔ)空間的標(biāo)準(zhǔn)的HPI，增強(qiáng)型的HPI8能訪問DSP的所有的片上存儲(chǔ)器。
　　PC機(jī)使用并口和DSP的HPI相連，如圖2所示，HPI8的信號(hào)線分為3組：8位的數(shù)據(jù)信號(hào)，4個(gè)控制信號(hào)和2個(gè)狀態(tài)信號(hào)?？刂菩盘?hào)中，HDS1，HDS2和HCS是片選信號(hào)，負(fù)責(zé)鎖存HBIL，HCNTL0，HCNTL1，HR／W狀態(tài)。HCNTL0和HCNTL1控制信號(hào)用于選擇HPI的寄存器，主機(jī)和DSP之間的通信正是通過這4個(gè)寄存器的讀寫來完成的。