基于FPGA的智能誤碼測(cè)試儀

２．３ 單片機(jī)軟件的設(shè)計(jì)

單片機(jī)在誤碼儀中承擔(dān)著控制核心的作用。其實(shí)際工作流程如圖５所示。

儀器加電復(fù)位后單片機(jī)首先配置ＦＰＧＡ。配置成功后，單片機(jī)等待用戶的鍵盤(pán)指令并確定測(cè)試模式和速率。根據(jù)用戶的選擇，單片機(jī)將及時(shí)地調(diào)整ＦＰＧＡ內(nèi)各模塊的工作參數(shù)。用戶選擇測(cè)試開(kāi)始后，單片機(jī)首先檢測(cè)ＦＰＧＡ中位同步模塊是否工作正常。根據(jù)位同步模塊的工作情況，單片機(jī)可向用戶發(fā)出無(wú)信號(hào)及失步告警，提示用戶檢查線路。位同步成功后，單片機(jī)每隔１秒讀取一次誤碼數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析計(jì)算。若誤碼率大于０．５，則認(rèn)為序列同步失敗，單片機(jī)要求序列同步模塊重新進(jìn)行同步操作。若連續(xù)３秒同步無(wú)效，則認(rèn)為位同步失效，單片機(jī)將發(fā)出失步告警，并提醒用戶發(fā)送端速率可能已改變或信道干擾嚴(yán)重。在此期間，誤碼率的顯示和存儲(chǔ)都不受影響。

在發(fā)生誤碼事件后，單片機(jī)會(huì)及時(shí)地通過(guò)Ｉ２Ｃ總線將其存儲(chǔ)于外部Ｅ２ＰＲＯＭ中，并及時(shí)上傳ＰＣ機(jī)。用戶可通過(guò)ＬＣＤ實(shí)時(shí)地了解誤碼測(cè)試情況，并在測(cè)試中隨時(shí)查詢存儲(chǔ)器中的誤碼信息。

３ 誤碼儀的擴(kuò)展和再升級(jí)

智能誤碼儀的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)面向的是多種傳輸信道。為了適應(yīng)不同信道的傳輸方式，設(shè)計(jì)了大量的外部接口配件，每一種配件提供了不同的碼型變換（ＨＤＢ３等）和信號(hào)調(diào)制解調(diào)方式（ＦＳＫ等）。用戶可以根據(jù)實(shí)際測(cè)試需要進(jìn)行選擇。采用這種靈活的配置方式后，用戶不僅降低了使用成本，而且提高了測(cè)試的針對(duì)性。

為了提高該誤碼儀的再升級(jí)和可移植能力，選用了單片機(jī)和ＦＰＧＡ作為核心器件。其中ＦＰＧＡ采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，其中的成熟模塊可被其它基于ＦＰＧＡ的系統(tǒng)或模塊調(diào)用。對(duì)于那些需要隨時(shí)測(cè)試信道誤碼而又不希望另外購(gòu)買(mǎi)誤碼儀的用戶來(lái)說(shuō)，將已設(shè)計(jì)好的測(cè)試模塊移植到自己的系統(tǒng)中將是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。同時(shí)，ＦＰＧＡ的正常運(yùn)行需要對(duì)其進(jìn)行正確的配置，不同的配置文件將使ＦＰＧＡ產(chǎn)生不同的工作效能。用戶通過(guò)下載最新的配置文件可以方便地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的軟升級(jí)。

近幾年來(lái)，“虛擬儀器”技術(shù)逐漸成熟，讓ＰＣ機(jī)直接配置或部分控制ＦＰＧＡ不僅可以減輕單片機(jī)的工作負(fù)擔(dān)，而且可以通過(guò)修改ＰＣ機(jī)上的軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)專用信道測(cè)試功能的優(yōu)化。本文所介紹的誤碼儀在開(kāi)發(fā)時(shí)已注意在這方面留下足夠的拓展空間，只要開(kāi)發(fā)出更為復(fù)雜的ＰＣ機(jī)客戶端服務(wù)程序，無(wú)需改動(dòng)現(xiàn)有的設(shè)備就能實(shí)現(xiàn)在ＰＣ機(jī)上進(jìn)行誤碼測(cè)試操作。

本文所介紹的智能誤碼儀采用大規(guī)模可編程集成電路作為核心，具有體積小巧、成本低廉、性能優(yōu)異、可拓展能力強(qiáng)的特點(diǎn)。尤其是ＦＰＧＡ中的自適應(yīng)位同步模塊和快速序列同步模塊設(shè)計(jì)獨(dú)特、功能完善，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。隨著該誤碼儀外部設(shè)備的不斷完善和改進(jìn)，它將向更多的專業(yè)用戶提供更全面更優(yōu)質(zhì)的支持與服務(wù)。