基于ASIP的软件无线电信号处理机设计

发布时间：2024-03-05 05:06

　　在目前的软件无线电处理系统中,基于FPGA和DSP这类可编程器件的系统仍有一些无法避免的缺点,比如系统设计过分依赖于具体硬件,系统可扩展性和可移植性较差等,并且一般基于FPGA和DSP器件的可编程处理系统,难以做到处理性能、系统功耗和设计灵活性的兼顾和平衡。针对这种情况,本文设计了一种基于ASIP的软件无线电信号处理机(简称“处理机”)。处理机包括通用数字电路接口板(简称“接口板”)和专用指令集异构多核处理器(简称“处理器”)两大部分内容。接口板为软件无线电处理系统提供可扩展性和可移植性,其具备各种标准数字总线接口,易于与其他设备进行数据传输和通信,包括但不限于千兆以太网接口、HDMI多媒体接口、CAN总线接口、I2C接口、USB 2.0接口、SPI接口以及UART接口。处理器则为软件无线电处理系统提供计算能力和设计灵活性,其借助Xilinx Zynq FPGA平台,首先实现了基于ASIP的单个CPU的设计,并且由此组成CPU阵列,实现了一款通用嵌入式异构多核处理器的设计,在该异构处理器中,嵌入式ARM硬核提供基本的系统控制和人机交互,ASIP阵列则提供高速数字信号处理运算和数据处理运...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 软件定义无线电
        1.1.2 异构多核及ASIP技术
        1.1.3 Xilinx Zynq平台
    1.2 研究目标
    1.3 系统概览
        1.3.1 工作内容
        1.3.2 系统框图
第二章 通用数字电路接口板设计
    2.1 原理图设计
        2.1.1 方案设计
        2.1.2 FPGA核心板
        2.1.3 底板设计
    2.2 印制电路板设计
        2.2.1 PCB外形及层叠结构
        2.2.2 PCB Layout
第三章 基于ASIP的RISC单核处理器设计
    3.1 指令集架构设计
        3.1.1 CISC与RISC
        3.1.2 指令集格式
        3.1.3 指令集设计
    3.2 处理器设计及实现
        3.2.1 FPGA逻辑设计规则
        3.2.2 处理器总览及顶层介绍
        3.2.3 关键模块电路设计
第四章 基于Zynq的异构多核处理器设计
    4.1 ASIP并行结构
        4.1.1 结构选择及设计
        4.1.2 共享存储器设计
    4.2 Zynq全可编程SoC
        4.2.1 Z-7015芯片概览
        4.2.2 异构多核处理器设计
第五章 系统编程、测试及分析
    5.1 毫米波雷达系统
        5.1.1 调频法测距原理
        5.1.2 雷达系统组成
    5.2 算法设计及处理器编程
        5.2.1 FIR滤波器设计及编程
        5.2.2 FFT设计及编程
        5.2.3 CFAR检测及α-β滤波
    5.3 系统性能分析
        5.3.1 处理器性能分析
        5.3.2 雷达性能分析
    5.4 系统实物图
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 后续展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3919728