软件无线电实验报告资料

电子科技大学

实验报告

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一、实验名称：软件无线电实验平台基本通信实验

二、实验目的：

1.了解软件无线电实验平台基本模块：ARM模块、FPGA模块、DSP模块、

BASEBAND AD\DA模块及RF模块的功能及其工作原理；

2.熟悉CCS、ISE软件平台；能够熟练地对DSP及FPGA程序进行调试；

3.掌握TMS320C6713的HPI接口；通过发送HPI中断给ARM，熟悉ARM

与DSP的通信方式；

4.掌握AD9201，AD9761的工作原理以及工作时序图；编写FPGA控制

AD、DA的VHDL程序；

三、实验原理：

1.软件无线电实验平台组成及工作原理

高级软件无线电综合实验系统平台由6个模块组成,分别如下：ARM模块、FPGA模块、MCU模块、DSP模块、BASEBAND AD\DA模块、RF模块。

各模块功能如下：

ARM（S3C2410）模块其上的操作系统为WINCE5.0，提供用户交互界面。应用程序与FPGA的交互通过SPI接口驱动实现，应用程序与DSP（C6713）的交互通过HPI接口驱动实现；

DSP（C6713）模块主要实现基带信号的调制与解调。其与ARM的接口为HPI；与FPGA的接口是MCBSP；

FPGA（XC3S400）主要实现外部模拟信号的AD采样，以及数字与模拟转

换的DA控制，与RF模块联合实现CC2420的功能。其与DSP的接口为MCBSP，与MCU（C8051F120）是通过SPI以及MCU的P1、P3口实现交互；

MCU模块主要实现对RF发射功率，发射、接收信道等一些工作参数配置。其与FPGA的交互是通过SPI以及P1、P3口实现的；

BASE BAND AD\DA模块主要实现数模转换的功能；

RF模块主要实现将基带信号转化为射频信号，然后发射出去。其与FPGA 的通信是通过RF自定义接口实现的。

各模块间的通信以及接口示意如图1所示：

图1 软件无线电实验平台模块结构

2.DSP与ARM通信原理

DSP与ARM通过HPI接口协同工作，实现通信。ARM主要提供用户交互的界面，用户可以在程序界面中输入传输的数据，ARM将用户输入的数据通过HPI口发送给DSP，并且通知DSP开始工作。DSP在接收到ARM发送的开始工作命令后，从固定的地址获取ARM传送的数据长度以及数据存放地址，然后到相应地址读取数据，将读取到的数据进行搬移，搬移完毕后发送HINT中断给ARM通知DSP数据操作已经完成。ARM接收到DSP发送的HINT中断后从DSP 相应位置读取DSP搬移后的数据，重新在应用程序界面中显示。工作原理简易

DSP

ARM

图 2 DSP 和ARM 工作原理框图

HPI 接口简介

HPI 口是并行接口， HOST 可以通过HPI 口直接访问DSP 的存储空间。HOST 作为HPI 接口的主控，访问非常便捷。

HOST 与DSP 可以通过内部或者外部存储器交换信息。并且HOST 端可以直接访问内存映射的外设。HPI 与DSP 的CPU 连接是通过DMA 或者EDMA 实现的。

HOST 以及DSP 都可以访问HPI 控制寄存器HPIC 。通过外部数据以及接口控制信号HOST 端可以访问HPI 地址寄存器HPIA ，HPI 数据寄存器HPID 。C64XX 系列DSP 端CPU 也可以访问HPIA 。

TMS320C6713的HPI 硬件接口如图3 所示：

图 3 DSP HPI 接口示意图

图4 HPI 时序图

DSP程序示例

DSP与ARM通信完成如下内容：

1.在数据输入界面中输入数据按ENTER后，ARM将用户输入的数据长度一通

过HPI口写在DSP的SDRAM的0X20008地址中；把用户输入数据所存储的地址放在0x10000的地址单元中；把数据写在0X20004（存储在0X1000）开始的位置。置位FLAG=1通知DSP用户已经输入数据。

2.DSP在检测到0x20000存储的数据为1后，首先从0X20008获取用户输入的

数据长度；然后从0X1000获得用户输入的数据存储在何位置。在得到位置与长度信息后，DSP程序将数据拷贝到0x80000000为开始的位置。完成数据搬移后，DSP发送HINT中断，通知ARM，数据处理已经完成。

如上功能的DSP示例程序如下：

while(1)

{

flag=*((int *)(0x20000));

if(flag==1)

{

temp=(*((int *)0x20004));

pData=(int *)temp;

iCountData=*((int *)0x20008);

pMovedData=(int*)0x80000000;

(*pMovedData++)=iCountData;

for (i=1;i<=iCountData;i++)

{

(*pMovedData++)=(*pData++);

}

HPI_setHint(1);

}

}

3.FPGA控制AD、DA实验

本实验根据数模转换器芯片AD9201，AD9761的工作时序，首先对输入的模拟信号用进行采样，然后将采样值直接通过DA发送出去。

AD9201简介

AD9201最高采样率为20MSPS，分辨率为10bit，是双通道CMOS电平的模数转换器。在需要2路ADC匹配（例如通信中的I、Q两路信号）的应用中，AD9201性能优越。20MHz的采样率、输入带宽大，使AD9201能应用在扩频与窄带信道。

AD9201时序图

图5 AD9201时序图

注：SELECT为AD9201内部的异步二选一管脚。在CLOCK的上升沿，对输入的两路信号进行同步采样，然后经过SELECT选择输出数据的通路。