基于AP-SOC的掌上實(shí)時(shí)頻譜分析儀設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、頻譜分析儀器是對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻域分析的重要工具，它在電子與通信產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)過(guò)程中起著非常重要的作用。為了滿(mǎn)足迅速突發(fā)性干擾信號(hào)測(cè)試、跳頻系統(tǒng)測(cè)試、捷變頻雷達(dá)系統(tǒng)測(cè)試、電子對(duì)抗系統(tǒng)測(cè)試等應(yīng)用需求，對(duì)能夠滿(mǎn)足瞬態(tài)信號(hào)測(cè)試需求的實(shí)時(shí)頻譜分析儀的研究變得越來(lái)越重要。以實(shí)時(shí)頻譜分析處理為代表的數(shù)據(jù)處理需求對(duì)硬件平臺(tái)的性能提出了較高的要求，它要求平臺(tái)兼具較高的數(shù)據(jù)處理速度和靈活性。
　　本文針對(duì)實(shí)時(shí)頻譜分析儀在基帶數(shù)據(jù)處理上對(duì)高速度和高靈活性

2、方面的需求，研究了采用AP-SOC進(jìn)行軟硬件協(xié)同處理的方案。將DSP中串行運(yùn)算任務(wù)進(jìn)行粗粒度分解，然后將各部分運(yùn)算任務(wù)映射成PL內(nèi)部的硬件IP核，并將各個(gè)硬件IP核封裝成可供軟件層調(diào)用的加速庫(kù)，利用片內(nèi)雙核處理器控制數(shù)據(jù)流在各個(gè)硬件IP核上的流水線(xiàn)處理。利用硬件處理耗時(shí)的數(shù)學(xué)運(yùn)算，利用軟件處理復(fù)雜的決策和控制，從而既簡(jiǎn)化了硬件邏輯設(shè)計(jì)又提高了數(shù)據(jù)處理速度，使整個(gè)處理兼具數(shù)據(jù)處理的高速性和靈活性。本文的基帶處理速度可以滿(mǎn)足50MHZ的實(shí)時(shí)

3、分析帶寬要求。為了實(shí)現(xiàn)上述方案，本文主要對(duì)以下幾個(gè)部分進(jìn)行了研究：
　?、?、對(duì)頻譜分析運(yùn)算過(guò)程中各個(gè)運(yùn)算部分的時(shí)間消耗量進(jìn)行了測(cè)量和分析，設(shè)計(jì)了將頻譜分析運(yùn)算任務(wù)進(jìn)行粗粒度分解，然后將各個(gè)運(yùn)算任務(wù)定制成硬件IP核，并將各個(gè)硬件IP核的調(diào)用進(jìn)行軟件層的封裝，將硬件的處理過(guò)程軟件化的方案。
　?、凇⑨槍?duì)各個(gè)硬件IP核的獨(dú)立特性，設(shè)計(jì)了通過(guò)軟件控制數(shù)據(jù)在各個(gè)硬件IP核之間進(jìn)行粗粒度流水線(xiàn)處理的方案。
　?、?、在AP-SOC平

4、臺(tái)上面，實(shí)現(xiàn)了各個(gè)硬件IP核的邏輯設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)、API軟件庫(kù)封裝和數(shù)據(jù)粗粒度流水線(xiàn)處理的軟件設(shè)計(jì)。
　?、?、實(shí)現(xiàn)了AP-SOC和AD9361之間的各個(gè)接口驅(qū)動(dòng)，通過(guò)軟件控制驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的連續(xù)采集，然后利用上述頻譜分析運(yùn)算方案進(jìn)行了信號(hào)實(shí)時(shí)處理。
　　本文將設(shè)計(jì)的運(yùn)算方法進(jìn)行了軟件層和硬件層的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，評(píng)估了運(yùn)算過(guò)程中影響處理速度的各個(gè)因素，并對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行了測(cè)試和分析，驗(yàn)證了方案的可行性。完成了平臺(tái)底層硬件的接口配置和