圖4. 一般電子戰(zhàn)系統(tǒng)框圖

硬件演示

項目展示的是ADC接口和通道選擇器功能。一個信號發(fā)生器產(chǎn)生一個正弦信號音，作為AD9625的輸入。AD9625 ADC輸出端通過行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FMC接口連接至Arria-V SoC開發(fā)套件。JESD204B標(biāo)準(zhǔn)定義了各種通道配置條件下邏輯器件的數(shù)據(jù)速率。在本演示中，JESD204B接口配置為使用8通道收發(fā)器模式，如圖5A和圖5B所示。

圖5B. 面向Altera系統(tǒng)在環(huán)的通道選擇器JESD204B輸入和Avalon存儲器圖

通過JESD204B接口接收的樣本饋入通道選擇器IP中，后者配置為用16條輸入線并行接收16個樣本(圖4中的參數(shù)M)。根據(jù)FFT點(diǎn)的數(shù)量，把一個全FFT幀分為多個時隙。例如，一個1024點(diǎn)FFT需要1024/16 = 64個時隙。濾波器組系數(shù)和FFT處理級會根據(jù)時隙自動切換。

通道選擇器IP是用DSP高級版生成器(DSPBA)開發(fā)的，這是來自Altera的一款基于模型的設(shè)計流工具。借助該工具，信號處理工程師可以在MATLAB/Simulink環(huán)境中設(shè)計、評估和驗證其算法。當(dāng)算法為最優(yōu)時，DSPBA會生成可以部署在Altera FPGA上的代碼。

通道選擇器輸出存儲在片內(nèi)存儲器中，并通過Altera系統(tǒng)在環(huán)(SIL)工具進(jìn)行驗證。SIL用一個MATLAB API來觸發(fā)片內(nèi)寄存器，開始記錄，以用于數(shù)據(jù)可視化。一旦觸發(fā)，則會對FFT處理執(zhí)行一次迭代，并把產(chǎn)生的數(shù)據(jù)存儲到片內(nèi)SRAM中。MATLAB API通過Altera Avalon存儲器圖把數(shù)據(jù)從SRAM提取到MATLAB主機(jī)中。上傳到MATLAB之后，則會在屏幕上繪制樣本圖。

IP的集成是在Qsys中完成的。Qsys是Altera推出的一款集成工具，通過提供集成框架，可以大幅縮短開發(fā)流程。運(yùn)用圖形用戶界面即可實現(xiàn)層級式IP重用和互聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施。

創(chuàng)建一個Qsys項目，以集成通道選擇器IP和JESD204B IP。除了通道選擇器IP集成以外，項目還集成了控制功能，以支持連接ADC的SPI配置接口。

通道選擇器可以通過MATLAB設(shè)置腳本輕松切換為不同的FFT大小。這種靈活性為將來的升級路徑提供了保障，同時還有可能在不同系統(tǒng)配置之間實現(xiàn)設(shè)計的重復(fù)利用。例如，圖6展示了來自SIL的4096點(diǎn)FFT輸出。

圖6. 4k-FFT通道選擇器通過SIL的輸出圖示例

結(jié)論

通過新一代高速轉(zhuǎn)換器打造的解決方案可以提供更高的瞬時帶寬而不犧牲系統(tǒng)靈敏度，同時還能在頻率規(guī)劃方面提供更大的靈活性，或者消除前端RF帶上的下混頻級的必要性。然而，在1 GHz范圍內(nèi)實現(xiàn)帶寬數(shù)據(jù)分析可能對高性能系統(tǒng)的設(shè)計造成挑戰(zhàn)。

為了解決這個問題，可以利用通道選擇器來分析這些寬帶寬同時維持高性能。這些新型GSPS RF ADC加上新型可配置通道選擇器IP內(nèi)核為新一代系統(tǒng)設(shè)計師提供了一種更快的解決方案，可以很好地適應(yīng)不斷變化的電子戰(zhàn)環(huán)境。