通用射頻模塊及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種通用射頻模塊，包括多路射頻電路及數(shù)字電路組成，其中射頻電路包括通用接收通道電路和通用發(fā)射通道電路，而數(shù)字電路至少包括多個(gè)通用數(shù)字處理資源，其中該通用數(shù)字處理資源采用硬件抽象層技術(shù)將其接口進(jìn)行抽象層接口封裝，該硬件抽象層接口包括接收通道和發(fā)射通道，其中一個(gè)通用數(shù)字處理資源的接口作為該通用射頻模塊的基本接口，負(fù)責(zé)接收系統(tǒng)下發(fā)的重構(gòu)指令，并根據(jù)重構(gòu)指令配置其他通用數(shù)字處理資源的硬件抽象層接口的地址參數(shù)，將其接收通道和發(fā)射通道的物理地址和邏輯地址進(jìn)行重新映射。
【專利說明】通用射頻模塊及其控制方法
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及軟件無線電領(lǐng)域，尤其涉及到綜合通信系統(tǒng)中通用射頻模塊及其控制方法，是一種采用硬件抽象層技術(shù)實(shí)現(xiàn)通用射頻模塊功能重構(gòu)的方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]軟件無線電技術(shù)是通過硬件和軟件的結(jié)合使無線網(wǎng)絡(luò)和用戶終端具有可重配置能力。它供了一種建立多模式、多頻段、多功能無線設(shè)備的有效解決方案，可采用軟件編程實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備特性的動(dòng)態(tài)配置。綜合通信系統(tǒng)是采用軟件無線電技術(shù)研制的一套通信系統(tǒng)。在系統(tǒng)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)基于某一種調(diào)制方式的數(shù)據(jù)通信功能稱為一個(gè)波形。綜合通信系統(tǒng)能夠支持多種波形的運(yùn)行，并支持其他算法、調(diào)制方式的開發(fā)。綜合通信系統(tǒng)由通用射頻模塊、通用數(shù)字信號(hào)處理模塊、通用接口模塊等組成。
[0003]通用射頻模塊是綜合通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)數(shù)字化功能、射頻接收和發(fā)射的通用硬件模塊，由多個(gè)相同的通用收發(fā)通道組成，支持多個(gè)波形的同時(shí)運(yùn)行。其內(nèi)部除包括了通用的射頻接收通道和發(fā)射通道外，還包括了多個(gè)通用處理器資源(FPGA)。該通用處理器資源負(fù)責(zé)與系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收發(fā)處理，以及射頻通道的控制和參數(shù)配置。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種通用射頻模塊及其控制方法，通過采用硬件抽象層技術(shù)，對(duì)模塊接口進(jìn)行地址編號(hào)和映射，通過對(duì)地址編號(hào)和映射關(guān)系的改變，實(shí)現(xiàn)通用射頻模塊的功能重構(gòu)，減少模塊重 構(gòu)的操作流程、操作時(shí)間和程序復(fù)雜度。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，實(shí)施本發(fā)明的通用射頻模塊包括多路射頻電路及數(shù)字電路組成，其中射頻電路包括通用接收通道電路和通用發(fā)射通道電路，而數(shù)字電路至少包括多個(gè)通用數(shù)字處理資源，并且該通用數(shù)字處理資源采用硬件抽象層技術(shù)，將該通用數(shù)字處理資源的接口進(jìn)行抽象層接口封裝，對(duì)每個(gè)接口進(jìn)行物理地址和邏輯地址的配置，該硬件抽象層接口包括接收通道和發(fā)射通道，并指定其中一個(gè)通用數(shù)字處理資源的接口作為該通用射頻模塊的基本接口，負(fù)責(zé)接收系統(tǒng)下發(fā)的重構(gòu)指令，并根據(jù)重構(gòu)指令配置其他通用數(shù)字處理資源的硬件抽象層接口的地址參數(shù)，將其接收通道和發(fā)射通道的物理地址和邏輯地址進(jìn)行重新映射。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，實(shí)施本發(fā)明的通用射頻模塊的控制方法，其中該通用射頻模塊包括多路射頻電路及數(shù)字電路組成，其中射頻電路包括通用接收通道電路和通用發(fā)射通道電路，而數(shù)字電路至少包括多個(gè)通用數(shù)字處理資源，其中該通用射頻模塊的控制方法控制將該多個(gè)通用數(shù)字處理資源的接口采用硬件抽象層技術(shù)封裝，該硬件抽象層接口包括接收通道和發(fā)射通道，并指定一個(gè)通用數(shù)字處理資源的接口作為該通用射頻模塊的基本接口負(fù)責(zé)接收系統(tǒng)下發(fā)的重構(gòu)指令，設(shè)置其他通用數(shù)字處理資源的硬件抽象層接收接口的物理地址和邏輯地址為變量，該指定的通用數(shù)字處理資源根據(jù)重構(gòu)指令配置其他通用數(shù)字處理資源的硬件抽象層接口的地址參數(shù)，將其接收通道和發(fā)射通道的物理地址和邏輯地址進(jìn)行重新映射。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明采用硬件抽象層接口封裝通用數(shù)字處理資源的SRIO接口，并且通過一路硬件抽象層接口用于負(fù)責(zé)接收重構(gòu)指令，而其它硬件抽象層端口的物理地址和邏輯地址參數(shù)設(shè)置為變量，通用硬件資源的程序根據(jù)重構(gòu)指令，變更其地址參數(shù)和映射關(guān)系，如此通用硬件資源的程序根據(jù)重構(gòu)指令，配置射頻通道，實(shí)現(xiàn)功能重構(gòu)。如此可以實(shí)現(xiàn)在不重新加載程序的情況下，完成通用射頻模塊的功能重構(gòu)，可減少模塊部分硬件設(shè)計(jì)，從而減少通用射頻模塊的設(shè)計(jì)開支與生產(chǎn)周期。同時(shí)采用對(duì)物理地址和邏輯地址重新映射的方法，可有效減少通用處理資源上程序的復(fù)雜度，降低軟件開發(fā)成本，節(jié)省開發(fā)時(shí)間，并且采用硬件抽象層技術(shù)實(shí)現(xiàn)通用射頻模塊的功能重構(gòu)，可以使該模塊更易滿足不同用戶的開發(fā)、使用需求，提高該模塊的硬件適應(yīng)性。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0008]圖1為實(shí)施本發(fā)明的通用射頻模塊的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2為實(shí)施本發(fā)明的通用射頻模塊數(shù)字通道重構(gòu)地址變化示意圖。
[0010]圖3為實(shí)施本發(fā)明的通用射頻模塊射頻通道重構(gòu)示意圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0011]本發(fā)明的核心在于采用硬件抽象層技術(shù)，即采用軟件封裝底層硬件接口，上層軟件直接以函數(shù)的形式使用該接口。本發(fā)明將通用射頻模塊的通用數(shù)字處理資源的高速串行總線接口(SRIO)封裝為硬件抽象層接口，對(duì)該硬件抽象層接口的物理地址(PD)和邏輯地址(LD)兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行配置。當(dāng)系統(tǒng)需要向某個(gè)硬件抽象層接口發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，只需填寫好信宿端口的H)和LD參數(shù)，調(diào)用該函數(shù)即可。本發(fā)明通過采用硬件抽象層技術(shù)，結(jié)合其自身的地址編號(hào)、映射關(guān)系，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)通用射頻模塊的重構(gòu)。
[0012]請(qǐng)參閱圖1所示，為實(shí)施本發(fā)明的通用射頻模塊的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。該通用射頻模塊由N路功能和性能相同的射頻電路、數(shù)字電路組成。其中射頻電路包括通用接收通道電路和通用發(fā)射通道電路。射頻電路主要實(shí)現(xiàn)超外差式的信號(hào)上、下變頻以及信號(hào)濾波、放大等功能。數(shù)字電路包括AD、DA子模塊和通用處理資源(或稱為通用數(shù)字處理器，如FPGA)。其中AD子模塊主要實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的AD采樣，DA子模塊主要實(shí)現(xiàn)DA數(shù)據(jù)的模擬化輸出，通用數(shù)字處理資源設(shè)有多個(gè)，其中指定一個(gè)(如圖1中的通用處理資源O)負(fù)責(zé)接收外部重構(gòu)指令，并對(duì)其它通用數(shù)字處理資源(如通用處理資源1、2等)進(jìn)行參數(shù)配置。上述的其它通用數(shù)字處理資源(如通用處理資源1、2等)功能相同，負(fù)責(zé)將AD采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后通過硬件抽象層接口送出，將接收到的DA數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后送給DA子模塊處理，并且對(duì)對(duì)應(yīng)的射頻通道進(jìn)行參數(shù)配置和通道切換控制。
[0013]實(shí)施本發(fā)明的通用射頻模塊中的通用數(shù)字處理資源引入硬件抽象層技術(shù)，將通用數(shù)字處理資源的高速串行總線接口(SRIO)封裝為硬件抽象層接口。該硬件抽象層接口包括接收通道和發(fā)射通道，接收通道需要配置自身的物理地址ro和邏輯地址LD，參數(shù)分別定義為PDs和LDs，關(guān)系為ros = LDs0發(fā)射通道需要配置信宿接口的物理地址H)和邏輯地址LD，參數(shù)定義為PDf和LDf，關(guān)系為PDf = LDf。
[0014]將負(fù)責(zé)重構(gòu)的通用數(shù)字處理資源編號(hào)為0，硬件抽象層接口的物理地址和邏輯地址配置為rosO和LDsO，并且PDsO = LDsO。編號(hào)O的硬件抽象層接口地址參數(shù)是固定不變的，而設(shè)置其他通用數(shù)字處理資源的硬件抽象層接收接口的物理地址和邏輯地址為變量，范圍為rosi?rosN和LDsi?rosN。硬件抽象層發(fā)射接口中信宿接口的地址同樣定義為參數(shù)變量，對(duì)應(yīng)關(guān)系為rofn = LDfn，其中η = I?N。其中通用數(shù)字處理資源的編號(hào)和地址參數(shù)編號(hào)之間并無對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0015]在工作時(shí)，系統(tǒng)向硬件抽象層接口 O發(fā)送重構(gòu)命令。通用處理資源O根據(jù)重構(gòu)指令，配置其余通用處理資源I?N的硬件抽象層接口 I?N的地址參數(shù)，將其接收通道和發(fā)射通道的物理地址和邏輯地址進(jìn)行重新映射。根據(jù)LD和H)的重配置，系統(tǒng)硬件抽象層接口接收數(shù)據(jù)來源和發(fā)射數(shù)據(jù)信宿將發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)重構(gòu)。
[0016]請(qǐng)參閱圖2所示，為為實(shí)施本發(fā)明的通用射頻模塊數(shù)字通道重構(gòu)地址變化示意圖，例如射頻通用模塊硬件抽象層接口 I和2的接收通道物理地址和邏輯地址分別為rosi=LDsl、PDs2 = LDs2。重構(gòu)后接口 I和2的地址相應(yīng)變?yōu)镻Ds2 = LDs2, PDsl = LDs2。此時(shí)，原接口 I的接收的數(shù)據(jù)會(huì)被接口 2接收，原接口 2接收的數(shù)據(jù)被接口 I接收。因此實(shí)現(xiàn)了數(shù)字接收通道的重構(gòu)。類似的，接口 I和接口 2發(fā)射接口地址參數(shù)進(jìn)行重構(gòu)后，發(fā)射數(shù)據(jù)的目的地也會(huì)相應(yīng)改變，實(shí)現(xiàn)數(shù)字發(fā)射通道的重構(gòu)。
[0017]請(qǐng)參閱圖3所示，為實(shí)施本發(fā)明的通用射頻模塊射頻通道重構(gòu)示意圖。在通用射頻模塊重構(gòu)后，各個(gè)通用處理資源會(huì)重新配置射頻電路的控制參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)通道的功能。例如原射頻接收通道I和接收通道2其工作頻率分別為Π和f2，濾波器帶寬分別為BWl和Bff20重構(gòu)后其工作頻率相應(yīng)變?yōu)閒2和fl、BW2和BWl，實(shí)現(xiàn)重構(gòu)。發(fā)射通道與接收通道類似，可實(shí)現(xiàn)重構(gòu)。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明采用硬件抽象層接口封裝SRIO接口，并且通過I路硬件抽象層接口用于負(fù)責(zé)接收重構(gòu)指令，而其它硬件抽象層端口的物理地址和邏輯地址參數(shù)設(shè)置為變量，通用硬件資源的程序根據(jù)重構(gòu)指令，變更其地址參數(shù)和映射關(guān)系，如此通用硬件資源的程序根據(jù)重構(gòu)指令，配置射頻通道，實(shí)現(xiàn)功能重構(gòu)。如此可以實(shí)現(xiàn)在不重新加載程序的情況下，完成通用射頻模塊的功能重構(gòu)，可減少模塊部分硬件設(shè)計(jì)，從而減少通用射頻模塊的設(shè)計(jì)開支與生產(chǎn)周期。同時(shí)采用對(duì)物理地址和邏輯地址重新映射的方法，可有效減少通用處理資源上程序的復(fù)雜度，降低軟件開發(fā)成本，節(jié)省開發(fā)時(shí)間，并且采用硬件抽象層技術(shù)實(shí)現(xiàn)通用射頻模塊的功能重構(gòu)，可以使該模塊更易滿足不同用戶的開發(fā)、使用需求，提高該模塊的硬件適應(yīng)性。
[0019]可以理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種通用射頻模塊，包括多路射頻電路及數(shù)字電路組成，其中射頻電路包括通用接收通道電路和通用發(fā)射通道電路，而數(shù)字電路至少包括多個(gè)通用數(shù)字處理資源，其特征在于:該通用數(shù)字處理資源采用硬件抽象層技術(shù)將其接口進(jìn)行抽象層接口封裝，該硬件抽象層接口包括接收通道和發(fā)射通道，其中一個(gè)通用數(shù)字處理資源的接口作為該通用射頻模塊的基本接口，負(fù)責(zé)接收系統(tǒng)下發(fā)的重構(gòu)指令，并根據(jù)重構(gòu)指令配置其他通用數(shù)字處理資源的硬件抽象層接口的地址參數(shù)，將其接收通道和發(fā)射通道的物理地址和邏輯地址進(jìn)行重新映射。
2.如權(quán)利要求1所述的通用射頻模塊，其特征在于:該通用數(shù)字處理資源的接口為高速串行總線接口。
3.一種通用射頻模塊的控制方法，其中該通用射頻模塊包括多路射頻電路及數(shù)字電路組成，其中射頻電路包括通用接收通道電路和通用發(fā)射通道電路，而數(shù)字電路至少包括多個(gè)通用數(shù)字處理資源，其特征在于:該通用射頻模塊的控制方法控制將該多個(gè)通用數(shù)字處理資源的接口采用硬件抽象層技術(shù)封裝，該硬件抽象層接口包括接收通道和發(fā)射通道，并指定一個(gè)通用數(shù)字處理資源的接口作為該通用射頻模塊的基本接口負(fù)責(zé)接收系統(tǒng)下發(fā)的重構(gòu)指令，設(shè)置其他通用數(shù)字處理資源的硬件抽象層接收接口的物理地址和邏輯地址為變量，該指定的通用數(shù)字處理資源根據(jù)重構(gòu)指令配置其他通用數(shù)字處理資源的硬件抽象層接口的地址參數(shù)，將其接收通道和發(fā)射通道的物理地址和邏輯地址進(jìn)行重新映射。
4.如權(quán)利要求3所述的通用射頻模塊，其特征在于:該通用數(shù)字處理資源的接口為高速串行總線接口。
【文檔編號(hào)】H04B1/40GK103986494SQ201410199110
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】朱會(huì)柱, 沈聰, 何俊婷, 吳敏, 李裕 申請(qǐng)人:中國航空無線電電子研究所