[发明专利]一种基于FPGA的数字处理及控制系统

说明书

技术领域

本发明属于数字信号处理领域的具体应用，尤其涉及一种基于FPGA的数字处理及控制系统。

背景技术

在现代数字信号处理领域中，数据的传输量成倍增长，对实时性的要求越来越高。于是高速的数据传输就成为了实现实时数字信号处理系统的关键部分，没有高速数据传输的保证，就不能及时的把数据输入到处理系统，进而无法实现实时的信号处理。数字信号处理模块间经常通过各种高速互连结构进行数据交换，当前业界常用的高速互连结构多种多样，各有其优缺点和适用的场合。目前看来，高速数据传输的发展方向是点对点的传输代替传统总线、超高速串行传输代替并行传输、光纤代替铜线。而光纤之所以代替铜线正是基于光纤传输技术的一系列优点：频带宽、传输容量大、损耗小、抗电磁干扰性好和传输距离远。

在高速数字信号处理系统，特别是雷达处理系统中，随着主处理器的功能不断增强和速度不断提升以及多处理器结构的出现，对数据传输速率的要求也越来越高。无论是系统间的数据交换，还是系统内处理器芯片与外围器件之间的数据交换，都要求有高速可靠的数据传输方式。近几年，数字信号处理器（简称DSP）取得了飞速发展，其工作频率越来越高，处理能力越来越强。以TI公司推出的C6455信号处理器为例，其工作频率达到1GHz，单片处理能力达到8000MIPS。处理器工作频率的飞速提高，使得外总线速率日益成为整个信号处理系统的瓶颈。能否为高速度的处理及时有效地提供数据，便成为整个实时处理系统能否实现的关键。因此，研究当今业界所广泛采用的高速数据处理技术，根据系统的需求选用合适的高速数据传输技术，对于整个实时系统的实现是非常必要的。

传统的光网络实现了节点间的全光化，但在网络结点处仍采用电器件，限制了目前通信网干线总容量的进一步提高。全光网络以光节点代替电节点，节点之间也是全光化，信息始终以光的形式进行传输与交换，交换机对用户信息的处理不再按比特进行，而是根据其波长来决定路由。本发明基于全光网技术，具有良好的透明性、开放性、兼容性、可靠性、可扩展性的特点，并能提供巨大的带宽、超大容量、极高的处理速度、较低的误码率，网络结构简单，组网非常灵活，可以随时增加新节点而不必安装信号的交换和处理设备。

发明内容

为了进一步提升通信设备的数据传输速率。本发明的目的在于提供一种基于FPGA的数字处理及控制系统，该发明具有良好的透明性、开放性、兼容性、可靠性、可扩展性的特点，并能提供巨大的带宽、超大容量、极高的处理速度、较低的误码率，网络结构简单，组网非常灵活，可以随时增加新节点而不必安装信号的交换和处理设备。

为了实现上述系统，本发明采取的技术方案是：

一种基于FPGA的数字处理及控制系统，其特征在于该系统硬件部分由信号采集模块、数据传输模块、信号处理模块构成，其中数据传输模块包括：光纤数传板、光纤背板1、光纤背板2，光纤数传板包括：FPGA、光纤接口1、光纤接口2、光纤接口3、光纤接口4，信号处理模块包括：DSP处理板1、DSP处理板2；具体的，信号采集模块根据定时时序采集相应的48路基带复信号，然后再把数据分为上下波束各24路，其中高仰角的24路传给光纤背板1，低仰角的24路传给光纤背板2，最后两块光纤背板都经过PN3把数据传给DSP板进行keystone、脉压处理；FPGA通过link口或EMIFB或PCI接口控制器与DSP处理板进行数据交换，接收通道首先通过RocketIO接收状态控制模块接收由光纤传送过来的数据，然后对数据进行预定格式的解包处理，首先是去掉帧头和帧尾信息恢复出数据，再将数据缓存进片内FIFO，进行速率匹配和数据缓冲，最终通过PMC接插件上的通路将数据传送给DSP处理板；发送通道先接收母板数据，用片内FIFO进行缓存和速率匹配，然后以预定的格式打包，最后通过RocketIO发送状态控制模块将数据送入光纤通道。