[发明专利]基于FPGA的UWB雷达信号模拟器及UWB雷达信号产生方法

摘要

本发明一种基于FPGA的UWB雷达信号模拟器，包括：PC104接口模块、RAM模块、FPGA模块和高速DAC模块；PC104接口模块完成与PC104形式的主机通过PCI协议完成数据传输；RAM模块采用6片32位宽的ZBT-SRAM作为数据缓存；FPGA模块采用Xilinx公司推出的Virtex-4系列产品XC4VLX40，包括：PCI接口控制模块、RAM控制模块、高速DAC控制模块、雷达波形控制模块；高速DAC模块选择ADI公司的AD9736；上述各模块之间通过FPGA模块内部的控制模块实现彼此间的连接，PC104接口控制模块完成FPGA模块与PC104接口模块的对接，控制上位机产生的数据由PC104接口模块传输到FPGA模块内部；RAM控制模块完成FPGA模块与RAM模块的对接，实现了数据在FPGA与ZBT-SRAM之间的传输；高速DAC控制模块完成FPGA模块与高速DAC模块的对接，控制高速DAC模块产生各种雷达波形。

主权项

1、一种基于FPGA的UWB雷达信号模拟器，其特征在于：该信号模拟器主要包括：PC104接口模块、RAM模块、FPGA模块和高速DAC模块；PC104接口模块：本发明提供一个PC104的主机接口，完成与PC104形式的主机通过PCI协议完成数据传输；PC104接口模块采用PCI9054芯片，PCI9054采用了PLX公司先进的数据流水线架构，支持三种操作模式，M模式，C模式，J模式，其中J模式是本地总线的数据线与地址线复用模式，也是本文设计中所采用的模式；RAM模块：本发明采用6片32位宽的ZBT-SRAM作为数据缓存，实现100％的总线利用率，最高工作频率为200MHz；每个控制器的最高数据带宽为12*1600Mbps，可满足当前大多数采样率DAC的数据率要求；FPGA模块：本发明的FPGA采用Xilinx公司推出的Virtex-4系列产品XC4VLX40；该FPGA内部具有丰富的资源，包括8个数字时钟管理器、288Kbits的分布RAM、64×16kByte的Block RAM、64个XtremeDSP单元、640个可配置I/O引脚；FPGA完成本发明的控制逻辑，包括：PCI接口控制模块、RAM控制模块、高速DAC控制模块、雷达波形控制模块；高速DAC模块：本发明中DAC芯片选择ADI公司的AD9736；AD9736的转换速率为1.2Gsps、位宽14bits，数据输入电平采用低电压差分信号电平——LVDS，既提供了足够高的资料变换速率，又降低了系统的功耗；上述各模块之间通过FPGA模块内部的控制模块实现彼此间的连接，其中PC104接口控制模块完成FPGA模块与PC104接口模块的对接，控制上位机产生的数据由PC104接口模块传输到FPGA模块内部；RAM控制模块完成FPGA模块与RAM模块的对接，实现了数据在FPGA与ZBT-SRAM之间的传输；高速DAC控制模块完成FPGA模块与高速DAC模块的对接，控制高速DAC模块产生各种雷达波形。