嵌入式计算机在软件无线电方面的应用

作者：时间：2012-08-17 来源：网络

加入技术交流群
- 扫码加入
  和技术大咖面对面交流
  海量资料库查询

程序和数据空间分开允许同时对程序指令和数据进行访问，提供了很高的并行度。可以在一个周期完成两个读和一个写操作。因此，并行存储指令和专用指令可以在这种结构中得到充分的利用。另外，数据可以在数据空间和程序空间之间传送。并行性支持一系列算术、逻辑和位处理运算，它们都能在一个机器周期里完成。另外，C54X 具有管理中断、循环运算和功能调用的控制结构。

4.2 由TMS32005402构成的一种软件无线电系统模式在以上模式中可选用多个C5402对数据进行并行处理。而在其软

件实现中应注意以下几个问题：

（1）数据格式：

TMS320C5402是16位定点DSP，在进行复点运算时，必须用定点数来表示复点数，这

种软件组成。软件无线电的天线一般要覆盖比较宽的频段，例如

1MHZ~2GHZ，要求每个频段的特性均匀，以满足各种业务的需要。射频前端在发射时主要完成上变频、滤波、功率放大等任务。接

受实现滤波、放大、下变频等功能。模拟信号进行数字化后的处理任务完全由DSP软件完成。为了减轻通用DSP的处理压力，通常把A/D 转换器传来的数字信号，经过专用的数字信事情处理器件（如数字下变频器DDC）处理，降低数据流速率，并把信号变至基带后，再把数

样做尽管提高了运算速

度却很可能会使精度不够。实现时采用以下几种方法：对精度过高的地方，将计算的中间变量采用32 位来表示；对有些幅度变化较大的数

据传给通用DSP进行处理。通用DSP主要完成数据率相对较低的基带信号的处理。

3. DSP技术在软件无线电中的应用

3.1 DSP的特点及在软件无线电中面临的挑战

数字信号处理器是整个软件无线电方案的灵魂和核心所在。软件无线电的灵活性、开放性、兼容性等特点主要是通过数字信号处理器为中心的硬件通用平台及DSP软件来实现的。软件无线电的发展使 DSP技术不断面对新的挑战。

在软件无线电中，经过宽带A/D（模/数转换器）后的数据流速率高达几十甚至几百兆MBPS，对数字中频进行数字滤波、数字变频、数字频率合成往往需要几十甚至上百MOPS运算资源和几十甚至几百 MBPS的I/O速度。而基带部分主要完成各种同步数字的处理，每路需要几兆，几十兆甚至几百兆MOPS的处理能力；比特流处理主要完成信道编解码，复分接或分接、信令、控制、操作、管理或加接密等功能，也需要100 MOPS以下的处理能力。另外信源编解码部分为完成话音、图象的编解码算法同样需要几十兆甚至几百兆BPS的DSP运算能力，外加管理所需的开销，所以软件无线电要求DSP能达到每秒千兆指令数的数字处理能力。

3.2 DSP系统的软硬件设计

（1）硬件设计主要是根据所运用DSP芯片的性能、结构与封装，按照系统的性能要求完成DSP芯片外围电路的设计，如A/D转换、时钟电路和外存储器电路等。软件设计主要是根据系统要求和选用的DSP芯片编写相应的汇编源程序，若系统的运算量不大且高级语言编译器支持，也可用高级语言（如C语言）编程。但由于用高级语言编写的代码，其最终的执行效率比手工编写的汇编的执行效率要低，因此在实际系统中，通常采用高级语言和汇编语言混合编程的方法，在运算量大时，采用汇编语言完成，运算量不大时则采用高级语言完成。采用这种方法，既可缩短软件开发周期，提高编程的可读性和可移植性，又能满足系统实时性运算的要求。

4. 一种软件无线电中DSP应用模式

4.1 TMS320C54X的结构特点

TMS320C54X是16 bit定点DSP，采用改进的哈佛结构。C54X有

值，采用适当的方法来减小幅度变化，从而在同样的数据格式下提高

精度。

（2）存储器空间的分配：

TMS320C5402片内存储区包括10 K的RAM和2 K的ROM。若 RAM不够，可以通过外接RAM或选用其它芯片来解决。当处理的数据量较大时也可以采用多个芯片并行处理的方法。处理时，可将存储区分成不同的段，以存放程序、已初始化数据和未初始化数据，并重新设置堆栈和中断向量表。

（3）DSP的互连技术：当要求满足高速处理和软件重构等要求的多功能电台时，则必

须采用基于全局和局部存储器的多处理器互连技术。这是因为其连接链路加快了数据流的速度，同时统一的地址空间和专用的控制操作简化了存储器的访问与处理过程，而内部的存储器简化了I/O的数据流量，从而减轻了总线的瓶颈效应。

5. 结束语

嵌入式系统的发展主要体现在芯片技术的进步上，以及在芯片

技术限制下的算法与软件的进步上。随着数字化的急速进程，DSP技术的地位将会更加突显。因为数字化的基础技术就是数字信号处理，而数字信号处理的任务，主要是由通用的或专用的DSP处理器来完成的。因此，随着DSP技术的逐步发展，相信将会使软件无线电的发展更加迅速，从而也推动无线通信的进一步发展。