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用軟件無線電技術實現通用衛星測控平臺
摘要：軟件無線電技術正日益廣泛地應用于現代通信的各個領域。本文介紹以高速DSP芯片為核心實現通用的衛星測控平臺。該通用平臺的調制方式、碼速率、載波頻率、指令數據格式、調制碼型等工作參數具有完全的可編程性。關鍵詞：軟件無線電 數字信號處理 調制解調 TMS320C6701
軟件無線電是隨著計算機技術、高速數字處理技術的迅速發展而發展起來的，其基本思想就是將寬帶A/D/A變換器盡可能地靠近天線，將電臺的各種功能盡量在一個開放性、模塊化的平臺上由軟件來確定和實現。該平臺的調制方式、碼速率、載波頻率、指令數據格式、調制碼型等系統工作參數具有完全的可編程性。
傳統的衛星測控平臺存在著性能不完善，調制方式、副載波、碼速率組態不靈活，體積偏大等問題。研制和開發通用化、綜合化、智能化的測控平臺，通過注入不同的軟件，實現對調制載頻、調制方式、傳輸碼速率等參數的改變，應用于各種軌道衛星平臺的遙測遙控任務。數字信號處理器（DSP）是整個軟件無線電方案的靈魂和核心所在。通用平臺的靈活性、開妻性、通用性等特點主要是通過以數字信號處理器為中心通用硬件平臺及DSP軟件來實現的。經過比較，我們采用TI公司的TMS320C6000系列DSP芯片和匹配的外圍芯片形成一套實時的DSP系統。
圖1 TMS320C6701結構框圖
1 軟件無線電通用平臺的DSP技術
1.1 TMS320C6701 DSP芯片介紹
TMS320C6701是TI公司的高性能DSP芯片，具結構框圖如圖1所示。
TMS320C6701的主要特點為：
*單指令字長為32位，8個指令組成一個指令包，總字長為256位，引腳與TMS320C6201系列的引腳兼容。
*體系結構采用甚長指令字（VLIW）結構；(范文先生網www.baimashangsha.com收集整理)
*硬件支持IEEE標準的單精度和雙精度指令集，支持字節尋址獲得8位/16位/32位數據，指令集中有位操作指令（包括位域抽取、設置、清除以及位計數、歸一化等）；
*1Mb(位)的片內存儲空間，其中程序存儲空間和數據存儲空間各512Kb；
*32b外部存儲器接口（EMIF），有52MB的外部存儲器尋址能力；
＊四通道自加載DMA協處理器，可用于數據的DMA傳輸；
*16位宿主機接口（HPI）；
*兩個多通道緩沖串口（McBSPs）；
*兩個32位通用定時器；
＊靈活的鎖相環路（PLL）時鐘產生器，可以對輸入時鐘進行不同的倍頻處理；
*芯片內部有IEEE1149.1標準邊界掃描仿真器（JTAG），可用于芯片的自檢和開發；
*芯片共352腳采用BGA封裝，以獲得好的高頻電氣性能，并使芯片尺寸變小；
*采用0.18μm工藝，則五層金屬組成，輸入輸出接口電壓為3.3V，核心電壓1.8V(167MHz時為1.9V)。
1.2 DSP技術在軟件平臺中的應用
每套測控平臺含雙機備份的遙控調制器與遙控解調器，雙機分別由獨立電源供電。系統總體框圖如圖2所示。調制器與解調器分別通過不同的RS232串口與遙控處理計算機通信，完成對調制解調器的控制及其帶數據的收發。
用戶在每次任務前通過控制計算機設置調制方式、調制參數及通信連接方式，并調用算法參數生成程序產生調制器和解調器中算法的預置參數，并在設備初始化時以批數據方式從串口送入DSP芯片，經校驗后送Flash ROM中。為保證程序傳送的可靠性，采用IRQ差錯控制方式，DSP每接收一個數據包在存儲的同時向計算機回傳數據信息，計算機一旦發現數據出錯即轉入重傳方式。參數設置成功后，調制解調器根據協議發送和接收遙控指令，并將工作狀態回送遙控處理計算機，同時在遙控前端機面板上顯示。
1.3 調制器與解調器硬件結構與功能描述
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