|
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.
Schéma RTL zobrazí
zapojenie vytvorených logických funkcií pomocou štandardných logických blokov ako
sú klopné obvody, hradlá alebo registre. RTL schéma všeobecný popis logickej
funkcie, ktorý ešte neberie úvahy hardware pre realizáciu.
všeobecných logických buniek (LUT) špecializovaných blokov (IP cores), tiež
výkonové parametre (spotrebovaný výkon, odoberaný prúd). Posledným krokom je
vytvorenie konfiguračného súboru, ktorý obsahuje výsledný popis obvodu. Tieto podmienky sa
zadávajú podobe tzv. testbench, virtuálna testovacia aplikácia,
v rámci ktorej užívateľ môže definovať správanie vstupných signálov (stimulov)
a následne sledovať výstupné signály alebo vnútorné signály blokov. Proces implementácie kóde
vyhľadáva často opakované úseky kódu snaží ich nahradiť optimalizovanými
blokmi.2 Prostredie ISE Project Navigator
Prostredie ISE Project Navigator slúži všeobecný vývoj aplikácií pre logické obvody. tieto bloky prítomné priamo
v hardware, snaží ich využiť. Takými blokmi napríklad čítače, úseky pamäte, aritmetické operácie
(sčítačka, násobička) alebo multiplexery.64
3. návrhu treba zahrnúť obmedzujúce podmienky
dané obvodom, ktorého logická funkcia bude implementovať. UCF súboru (User Constraits File). Okrem určenia polohy
vstupných výstupných pinov môže ísť napr.
Podobne ako System Generator, prostredí ISE možné vytvorenú logickú funkciu
odsimulovať. Firma Xilinx tento účel vytvorila
program iMPACT, ktorý využíva JTAG rozhranie. Pre grafické
alebo dodatočné spracovanie výstupov simulácie možné využiť ich zápis do
textového dátového súboru. Informácie
o úspešnosti ich splnenia dokončení implementácie uvedené súhrne (Design
Summary). Okrem toho vyhodnotené časové parametre výsledného zapojenia
(maximálny pracovný kmitočet, latencia obvodu), využitie plochy obvodu, tj. Základným spôsobom
vytvárania popisu logického obvodu štrukturálny popis jazyku VHDL alebo
Verilog. Kód programu následne preložený počas procesu syntézy zapojenia
registrovej logiky tzv. RTL schéma (Register Transfer Logic). Pri vývoji však bol použitý program
od výrobcu dosky Digilent Adept, ktorý vývojovej doske pripája cez USB (doska
obsahuje prevodník USB-JTAG). Schematický popis môže byť často krát
prehľadnejší avšak jeho použitie nie také univerzálne ako prípade VHDL kódu. Ten vstúpi hry pri
implementácii dizajnu, ktorá skladá mapovania, umiestnenia pospájania logických
blokov obvode FPGA (map, place and route).2.
Prostredie ISE umožňuje taktiež popis logických funkcií pomocou schematického
zapojenia.
Kompilátor pri vytváraní zapojenia snaží splniť zadané podmienky.
Okrem spracovania signálov jedná vytváranie rôznej kontrolnej logiky, stavových
automatov, rozhraní komunikačných zberníc podobne. Jednotlivé bloky popísané vlastným VHDL kódom, pomocou schémy sú
pospájané len ich vstupy výstupy. Tento súbor
sa následne naprogramuje cieľového obvodu. Simulácia prebieha tzv. zadanie pracovnej frekvencie. Údaje dajú potom spracovať napríklad programe
Matlab.
