● 摘要
通信技术的一个巨大变革是软件无线电技术的出现。它打破了长久以来通信系统设计的惯用模式，提出了硬件软件化的设计思想，为实现通信提供了更好的方法。随着EDA技术的高速发展，电子系统的设计技术和工具发生了深刻的变化，大规模可编程逻辑器件的出现，给设计人员带来了诸多方便。本课题以现场可编程门阵列（FPGA）为核心，开发了频移键控（FSK）通信系统，并且实现通信板卡与计算机（PC）的通信。系统有硬件和软件两大部分组成。硬件部分由三个模块组成：接口模块、FPGA控制模块和AD转换模块。其中，接口模块设计包含PC的通用串行总线（USB）和周边元件扩展接口（PCI）两类接口；FPGA控制模块采用硬件描述语言VHDL（very high-speed integrated circuit hardware description language）实现FSK信号的调制解调、高级数据链路控制（HDLC）协议和接口协议转换。软件部分主要利用Driverstudio 和 Windriver软件开发了计算机接口驱动和采用C++高级编程语言，在VC++应用环境中编写了计算机应用程序，实现通信数据的保存和维护功能。在系统开发设计过程中，选择合适算法实现FSK信号的解调是设计的重点。通过对国内外研究现状的认识和对FSK解调思想的分析，结合matlab软件对多种检测方法进行蒙特卡洛实验比较解调性能，同时考虑硬件实现难度和资源占用情况，最终采用非相干检测法对实现FSK信号的解调。在FPGA内部协调各接口工作时序也是难点。系统利用同步处理和触发调整等方法保证了接口时序的正常工作。在PC端软件设计方面，首先面临的是PC接口的驱动开发问题。笔者使用Windriver和DriverStudio开发了驱动，保证了接口设备的正常工作。同时熟练的使用C++语言和灵活使用各种控件，开发了驱动动态链接库和互动友好的界面。本工程现已投入使用。在使用过程中，系统的硬件和软件都能在满足项目要求指标下稳定工作,达到合同要求。