超寬帶（UWB）定位系統(tǒng)發(fā)射機基帶的系統(tǒng)設計，功能模塊分解、硬件實現(xiàn)
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4.1.2主控單元mcu
主控單元MCU的工作任務在上一章節(jié)中已經(jīng)做了詳細的描述，它控制這整個發(fā)射機基帶處理系統(tǒng)的正確運作，通過與MAC層進行交互動作，接收MAC層發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，并且生成個模塊所需要的控制信息。
圖4.5 MCU模塊框圖
對工程文件進行綜合、布局布線后仿真，得到如圖4.6所示結果，可以看到MCU正確的輸出了各級控制信號，并且按照正確的時序輸出MAC頭和待處理數(shù)據(jù)。
圖4.6 MCU 仿真結果
使用Chipscope添加觀察信號采樣時鐘、觸發(fā)信號和待觀察信號，重新綜合、布局布線生成bit文件，下載到目標板后用ChipScope進行在線測試，得到觀測結果如圖4.7所示。通過仿真結果和在線測試結果的對比，可以驗證設計的正確性。
圖4.7 MCU在線測試結果
4.1.3擾碼模塊
擾碼器的硬件實現(xiàn)框圖如下圖所示。
圖4.8 擾碼模塊硬件實現(xiàn)圖
因為MCU傳輸過來的數(shù)據(jù)幀是以字節(jié)為單位并行傳輸?shù)?，因此在加擾前，需要將并行的數(shù)據(jù)轉換為串行數(shù)據(jù)，具體實現(xiàn)時，加入一個串并轉換模塊來進行并串轉換。
本文擾碼器模塊的偽隨機序列生成多項式為：
，擾碼種子編號為00，初始狀態(tài)設為15’b0011_1111_1111_111，這樣通過一個15位的移位寄存器進行循環(huán)移位，產(chǎn)生所需的偽隨機序列，然后將輸入值與偽隨機序列進行異或（模2加法），從而實現(xiàn)擾碼。主要實現(xiàn)代碼如下：
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對工程文件進行綜合，布局布線仿真，得到如圖4.9結果。
圖4.9 擾碼模塊仿真結果
在圖4.9中 data_in為MAC層發(fā)送的8位并行數(shù)據(jù)，SCRAM_DIN為經(jīng)過并串轉換之后的串行輸出的數(shù)據(jù)，SCRAM_DOUT為經(jīng)過擾碼處理后的輸出，當SCRAM_LOAD為高時，對擾碼器內(nèi)部反饋移位寄存器SCRAMBLER進行初始化，并且在數(shù)據(jù)輸入有效期間，線性反饋移位寄存器SCRAMBLER進行移位操作。
將仿真通過的工程文件使用ChipScope 添加觀察信號采樣時鐘、觸發(fā)信號和待觀察信號后重新綜合、布局布線生成bit文件，下載到目標板后用ChipScope 進行在線測試，設定DIN_CLK為ChipScope采樣觀測信號所用的時鐘，得到如圖4.10所示觀測結果，圖4.10的在線測試結果與圖4.9的后仿真結果吻合，驗證了設計的正確性。
圖4.10 擾碼模塊在線測試結果
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