綜合化信號與信息處理平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

溫保強(qiáng)+孔珍

【摘要】 隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，電子航空系統(tǒng)也隨著技術(shù)的不斷革新發(fā)生著轉(zhuǎn)變。在傳統(tǒng)的航空電子技術(shù)中，實(shí)現(xiàn)指令操作時(shí)，處理器之間的互聯(lián)，需要由分級總線來完成。但是，由于傳統(tǒng)航空電子中總線的輸出端口較小，因此總線的互聯(lián)系統(tǒng)規(guī)模相較之下也會小一些，所以數(shù)據(jù)的傳送速度就會顯得遲緩。而實(shí)現(xiàn)綜合化信號處理技術(shù)，可以有效彌補(bǔ)這一缺陷。它能夠擺脫分級總線帶來的弊端，轉(zhuǎn)而實(shí)現(xiàn)芯片級之間的互聯(lián)，從而大大提升了系統(tǒng)的運(yùn)行速度，能夠使傳輸信號更準(zhǔn)確的抵達(dá)關(guān)建端。

【關(guān)鍵詞】 信息處理 綜合化 平臺設(shè)計(jì)

前言：

在傳統(tǒng)的航空電子系統(tǒng)中，其所有應(yīng)用功能都是由各自的操控系統(tǒng)獨(dú)立完成的，而功能間的兼容問題，則需要由外部總線串聯(lián)實(shí)現(xiàn)。綜合化信息處理平臺的提出，將這些復(fù)雜的操控系統(tǒng)，綜合性的兼容至統(tǒng)一平臺上。這一技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，不僅將操作時(shí)的復(fù)雜化進(jìn)行簡化，同時(shí)優(yōu)化了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，降低了研制成本和生產(chǎn)成本，而且對日后的系統(tǒng)維護(hù)也起到了縮短時(shí)間的作用，大大減少了時(shí)間成本和技術(shù)成本。

一、通用信號處理的硬件框架概述

綜合化系統(tǒng)通用信號的硬件框架包括DSP模塊、FPGA模塊、射頻信道模塊，三個(gè)重要部分組成。其中，DPS模塊負(fù)責(zé)語音及數(shù)據(jù)信息的信息傳輸，F(xiàn)PGA模塊負(fù)責(zé)控制信息的信息傳輸，射頻信道模塊負(fù)責(zé)DSP模塊與FPGA模塊間的模塊級互聯(lián)。其工作原理是，首先將DSP模塊與FPGA模塊連接至內(nèi)部接口，實(shí)現(xiàn)信息交互，最終形成集成式通用信號處理模塊，使DSP模塊與FPGA模塊間形成兼容模式。然后，再將通用信道模塊連接至射頻信道模塊，實(shí)現(xiàn)芯片間的芯片級互聯(lián)。最后，將射頻信道模塊與通用信號處理模塊統(tǒng)一連接至綜合通信接口，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)通用信號的綜合化操控平臺[1]。

二、綜合化通信設(shè)備信號流程的設(shè)計(jì)

實(shí)現(xiàn)綜合化通信設(shè)備信號流程的完整功能，需要執(zhí)行兩個(gè)信號流程，一個(gè)是控制信號流程，一個(gè)是語音和數(shù)據(jù)信號流程。控制信號流程與語言和數(shù)據(jù)信號流程的順利建立，即成為通用信號處理模塊。其工作原理是，當(dāng)通用信號處理模塊遇到系統(tǒng)下發(fā)的信息時(shí)，首先對信息進(jìn)行分析，如果分析結(jié)果為語音信息，那么通用信號處理模塊對其不進(jìn)行處理，而是直接通過控制信號流程直接將語音信號傳送至語音終端，實(shí)現(xiàn)即時(shí)對話功能[2]。如果通用信號處理模塊收到系統(tǒng)信息為數(shù)據(jù)信息，那么通用信號處理模塊將會把信息分配至語音和數(shù)據(jù)信號流程，對信息進(jìn)行解碼轉(zhuǎn)換，再將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)信息通過控制信號流程輸送至終端，實(shí)現(xiàn)對信息的最終處理。

三、綜合化通信設(shè)備信號流程的實(shí)現(xiàn)

3.1發(fā)送流程的實(shí)現(xiàn)

當(dāng)通用信號處理模塊DSP接收到語音信息時(shí)，信息會通過DSP和FPGA之間的接口模塊轉(zhuǎn)送至FIFO。信息在FIFO中同步進(jìn)行編碼、調(diào)制、RS解碼流程，最后進(jìn)行信息的串并。由FPGA通用信號處理模塊將信息轉(zhuǎn)變成操作指令，經(jīng)過射頻信道發(fā)送至操作平臺。最終實(shí)現(xiàn)綜合化通信設(shè)備信號處理發(fā)送的全過程[3]。

3.2接收流程的實(shí)現(xiàn)

當(dāng)通用信號處理模塊FPGA接收信息指令時(shí)。指令信息由射頻信道接口模塊傳送至解調(diào)同步模塊，由解調(diào)同步模塊將信息指令進(jìn)行分析，并將其中的數(shù)據(jù)串并轉(zhuǎn)換，再由RS解碼數(shù)據(jù)傳送至FIFO進(jìn)行解碼，將數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)節(jié)后，將數(shù)據(jù)傳送至DSP和FPGA之間的接口模塊。最終由系統(tǒng)語音和數(shù)據(jù)處理模塊將信息進(jìn)行處理。完成DSP通用信號處理模塊的功能，再由射頻信道模塊控制信息處理模塊，將最終信息返回至最終端。

四、解決傳統(tǒng)問題的對策

綜合化通信設(shè)備已經(jīng)應(yīng)用于很多個(gè)工程領(lǐng)域，實(shí)際結(jié)果表明，該技術(shù)具有科學(xué)性的設(shè)計(jì)理念，并且容易實(shí)現(xiàn)，在定位方面和技術(shù)移植方面提供了前所未有的便利。

4.1信號清晰易于實(shí)現(xiàn)

由于通信設(shè)備信號流程主要基礎(chǔ)控制信息流程和語音數(shù)據(jù)信息流程這兩點(diǎn)，所以在技術(shù)實(shí)施方面較為容易。在軟件開發(fā)初期，首先定義DSP和FPGA之間的接口，再將DSP和FPGA各自程序編寫并調(diào)試即可。這樣既可以完成系統(tǒng)試聯(lián)時(shí)控制部分和數(shù)據(jù)信息部分的交互，又可以完成語音和數(shù)據(jù)信息的射頻連接。

4.2定位問題快速準(zhǔn)確

綜合化通信設(shè)備信號流程設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的最大優(yōu)勢體現(xiàn)在定位問題上。其高效、快速、準(zhǔn)確的優(yōu)勢特點(diǎn)在DSP調(diào)試期間就可以見到。

結(jié)論：綜合化信號與信息技術(shù)處理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，不僅為電子技術(shù)領(lǐng)域帶來了革新。實(shí)現(xiàn)它的技術(shù)特點(diǎn)，更預(yù)示著我國數(shù)字信號處理系統(tǒng)邁向了一個(gè)更好的臺階。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]公岷，柴松.綜合化信號與信息處理平臺設(shè)計(jì)研究[J].電腦知識與技術(shù)，2015，16：180-181.

[2]李小文，羅佳，李楊等.移動數(shù)字信號基帶處理平臺的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].微電子學(xué)，2014，01：64-68.

[3]韓笑，劉冰，殷敬偉等.單邊帶水下語音信號處理平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中國電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào)，2014，05：463-468.