[发明专利]基于FPGA阵列实现大规模多通道全互联的硬件处理平台

说明书

本发明涉及一种基于FPGA阵列实现大规模多通道全互联的硬件处理平台，包括多个基带子框，所述的多个基带子框通过光纤、射频线缆和排线连接，所述的基带子框的内部电路板卡包括：基带板，板载四块FPGA单元；扩展板，通过底板与基带板相连接；背板，为基带板提供基带位，为扩展板提供扩展位，通过PCIE通路与基带板连接，通过扩展通路与扩展板相连接。采用了本发明的基于FPGA阵列实现大规模多通道全互联的硬件处理平台，以FPGA为基本单元，实现了大规模多通道信号的实时处理，本发明的平台包含扩展板卡，可以实现不同平台之间的设备间互联。本发明的全Mesh型硬件架构具有灵活性，可通过增加板卡来扩展处理能力，也可以根据需求减少板卡数量来降低成本。

技术领域

本发明涉及仪器仪表领域，尤其涉及通信测量仪器技术领域，具体是指一种基于FPGA阵列实现大规模多通道全互联的硬件处理平台。

背景技术

信道模拟器主要用于通信测试测量领域，它能够接收并发射任意波形信号、IQ正交调制信号以及第三、第四代移动通信标准信号等，并对上述信号添加多径衰落，达到信道模拟的目的。

在数字通信系统中，基带平台的通用性和扩展性成为节约成本，提供开发效率的关键所在。合理的模块化基带硬件平台可以提供较高的处理带宽并具有较强的拓展能力。随着5G通信系统的逐步部署，产生了较多对MIMO系统信道衰落的评估需求。为适应天线数目的增减可调及不同的配置拓扑，对硬件平台的级联能力和裁剪适配能力提出了更高的要求。目前产业界使用的信道模拟器硬件平台具有配置单一，定制化程度高，软硬件紧耦合的特点，不适应快速硬件级联更改的要求。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足适配能力好、操作简便、适用范围较为广泛的基于FPGA阵列实现大规模多通道全互联的硬件处理平台。

为了实现上述目的，本发明的基于FPGA阵列实现大规模多通道全互联的硬件处理平台如下：

该基于FPGA阵列实现大规模多通道全互联的硬件处理平台，其主要特点是，所述的平台包括多个基带子框，所述的多个基带子框通过光纤、射频线缆和排线连接，实现数据流和控制流的交互，所述的基带子框的内部电路板卡包括：

基带板，板载四块FPGA单元，用于实现高速数字信号的实时处理；

扩展板，通过底板与基带板相连接，用于实现不同平台之间的设备间互联；

背板，为基带板提供基带位，为扩展板提供扩展位，通过PCIE通路与基带板连接，通过扩展通路与扩展板相连接，用于提供数据交互和机械连接。

较佳地，所述的基带板、扩展板和背板之间通过Mesh型拓扑网络相互连接。

较佳地，所述的基带子框的基带板的数量为四，以及扩展板的数量为二。

较佳地，所述的基带板的FPGA单元之间通过Mesh型拓扑网络相互连接。

较佳地，所述的基带板包含同步电路、PCIE调试接口电路。

较佳地，所述的基带板的四块FPGA单元平行放置且两两互连，分别与对应的模数转换器或数模转换器相连接，形成中频数据通道。

较佳地，所述的基带板和扩展板的尺寸规格一致，且机械接口相同。

采用了本发明的基于FPGA阵列实现大规模多通道全互联的硬件处理平台，以FPGA为基本单元，实现了大规模多通道信号的实时处理，本发明的平台包含扩展板卡，可以实现不同平台之间的设备间互联。本发明的全Mesh型硬件架构具有灵活性，可通过增加板卡来扩展处理能力，也可以根据需求减少板卡数量来降低成本。本发明的全Mesh型硬件架构具有健壮性，所有处理单元具有同等地位，任意一块板卡或一片FPGA的故障都不会导致系统无法工作，具有广泛的适用范围。

附图说明