|
Kategorie: Diplomové, bakalářské práce |
Tento dokument chci!
Táto práca sa zaoberá možnosťami využitia koncepcie softwarového rádia pre rádioamatérske účely v pásme KV a jej následnej implementácie do vhodne navrhnutého hardwaru. Cieľom je návrh transceiveru schopného pracovať v režimoch AM, FM, SSB, a CW. V rámci teoretického rozboru problematiky sú preskúmané používané architektúry softwarových rádií a ich jednotlivé bloky. Rozbor je zameraný hlavne na analógové časti reťazca, ako sú vstupný a koncový zosilňovač, filtre a prevodníky. Ďalej sú preskúmané algoritmy spracovania signálov pre prijímač aj vysielač v daných režimoch a zostavené ich počítačové modely. Navrhnuté algoritmy sú následne implementované do obvodu FPGA (Virtex-5) na dostupnej vývojovej doske.
2 Programovateľné logické pole FPGA
Programovateľné logické polia boli prvýkrát predstavené 80-tych rokoch ako
realizačný nástroj pre logické obvody. 1. Vyžadujú
však prítomnosť pamäti ROM alebo iného spôsobu nahrania konfigurácie pri
inicializácii. porovnaní ostatnými riešeniami ich
výhodou programovateľnosť. Dôležité tiež umiestnené dát
v pamäti, čoho odvodená ich prístupová doba. prípade použitia externej pamäte
je dôležitá rýchlosť prístupu, ktorá mala byť približne rovnaká ako rýchlosť DSP. Okrem typov adresovania
známych mikrokontrolérov (okamžité, priame nepriame) možné použiť pamäťovo
mapované adresovanie, adresovanie modulo bitovo reverzné adresovanie.
Pre zvýšenie rýchlosti používa väčšinou ako programová pamäť typu RAM. Keďže
sa však obsah neuchováva odpojení napájania, pri inicializácii program
skopírovaný pamäte typu ROM, ďalej DSP pracuje len pamäťou RAM. Vznikne spojením 2N
buniek multiplexorovej štruktúry, rámci ktorej môže byť potom implementovaná
. Dôležitým parametrom je
veľkosť pamäte, ktorá nachádza priamo čipe.
Obvody FPGA navrhnuté špeciálne pre viacúrovňové logické obvody
a obsahujú súčasti, ktoré umožňujú prispôsobenie požadovanej funkcii. PLD) teda vhodnejšie na
komplexnejšie obvody avšak cenu menej presného časovania. Jedná najmä plné
využívanie možností paralelného spracovania dát alebo inštrukcií. Výhodou pamäte EPROM/EEPROM je, zachováva svoj obsah po
odpojení napájania, avšak ich programovanie vyžaduje vyššie úrovne napätia, čo
spravidla znemožňuje programovanie priamo cieľovej aplikácii. /Q. FPGA môžu využívať
rôzne druhy pamätí SRAM, EPROM/EEPROM, alebo pamäť princípe prepojení
(anti-fuse).
Existuje viacero spôsobov ako túto optimalizáciu docieliť. LUT (Look Table). implementácii FIR filtrov, keď
uľahčuje naprogramovanie konvolúcie signálu impulznou charakteristikou filtra. súčasnosti používajú rôznych systémoch
a výhodou ich možné použiť rámci softwarového rádia.
Pamäťová bunka typu SRAM skladá dvoch antiparalelne zapojených
invertorov, ktoré udržujú naprogramovanú logickú hodnotu (Obr.3. Výstup
bunky určený hodnotami resp.
registre typu FIFO), prípadne zdvojené zvlášť pre vstup výstup dát. Výsledný
výkon DSP značne záleží spôsobe vytvorenia programu. Vďaka svojej
flexibilite súčasnosti najrozšírenejšie FPGA založená pamäti SRAM. Program je
potrebné usporiadať tak, aby obsahoval najmenej miest, rámci ktorých nejaká
funkčná jednotka čaká vstupné dáta inej jednotky.17
DSP ponúkajú využitie viacerých spôsobov adresovania.19).
1. Zápis logickej
hodnoty uskutoční privedení logickej jednotky hradlo tranzistora.
Bitovo reverzné adresovanie zase využiteľné pri algoritme rýchlej Fourierovej
transformácie (FFT Fast Fourier Transform). Príkladom štruktúry, ktorej môžu byť
jednotlivé pamäťové bunky spojené tzv.
Adresovanie modulo výhodou použiť pri napr.
Pre optimálny výkon vybraného DSP treba dôkladne poznať jeho vlastnosti. porovnaní
s inými programovateľnými logickými obvodmi (napr. Väčšina DSP používa registrové buffery (napr. Preto potrebné pred začiatkom
tvorby programu vyhľadanie správneho typu DSP pre danú aplikáciu, preštudovanie
manuálu danému typu DSP zoznámenie všetkými jeho inštrukciami
a parametrami. Pre
aplikácie spracovanie signálov reálnom čase dôležitá rýchlosť vstupných
a výstupných obvodov (I/O obvody)
