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基于DSP的电力线载波OFDM调制解调器

来源:中华科技大学?? 2006年08月17日 ?? 收藏0

????????????? ???????????????????? 力线高速通信系统的系统结构

?????? 3 OFDM调制解调器的硬件实现

?????? 基于TMS320C6201的OFDM调制解调器的硬件实现分别如图2和图3所示。PCI总线实现OFDM系统和计算机之间的通信。S5933是32bit PCI控制器。FPGA是系统的控制核心,系统的逻辑控制信号及时钟由FPGA提供。DSP部分为系统的核心,完成OFDM的调制与解调。 PCI总线是宽度为32bits或64bits的地址数据复用线,支持猝发传输,数据率为132Mbps,可满足高速数据要求。PCI总线能自动配置参数,定义配置空间,使设备具备自动配置功能,支持即插即用,采用多路复用技术,支持多处理器64位寻址、5V和3.3V环境。其独特的同步操作及对 总线主控功能,可确保CPU能与总线同步操作,而无需等待总线完成任务。

????????????????????????? OFDM调制解调器的硬件实现

?????? S5933是AMCC(Applied Micro Circuits Corporation)公司开发的32bit PCI控制器,具备强大、灵活的PCI接口功能,适用于高速数据传输场合。S5933芯片的特点是符合PCI2.1规范,支持PCI主、从两种工作方式,支持多种数据传输方式,适用于不同的数据传输场合,支持PCI全速传输,提供8/16/32bit的Add-On用户总线,有高低字节顺序调整功能,支持穿行和并行的BOOT/POST码功能,160脚PQFP封装。

?????? DSP部分选用TI公司的TMS320C6201。TMS320C6201有32位的外部存储接口EMIF,为CPU访问外围设备提供了无缝接口。为了便于多信道数字信号处理,TMS320C6201配备了多信道带缓冲能力的串口McBSP。McBSP的功能非常强大,除具有一般DSP串口功能之外,还可以支持T1/E1、ST-BUS、IOM2、SPI、IIS等不同标准。TMS32C6201提供的16位主机接口(HPI)使得主机设备可以直接访问DSP的存储空间。通过内部或外部存储空间,主机可以与DSP交换信息,也可以利用HPI直接访问映射进存储空间的外围设备。TMS320C6201的DMA控制器有四个独立的可编程通道,可以同时进行四种不同的DMA操作。

?????? 4 OFDM在DSP上的软件实现

?????? 调制部分的子程序被系统调用前,发送的数据已装入数据存储器。子程序被调用时,数据区的首地址以及长度被作为入口参数传递给子程序。程序执行时首先进行一系列的配置工作,如配置DSP片内外设以及数模转换器的各种参数等。之后,串口中断产生,中断服务程序自动依次读取发送存储器中的内容,经串口输出给数模转换器。然后程序从数据存储区读取一帧数据,并行放入IFFT工作区的相应位置,随后进行IFFT以及加入循环前缀(即复制数据的后若干位插入到数据的前段)。所得数据存入发送存储器以便中断服务程序将其输出。

?????? 解调部分的程序首先执行DSP片内外设以及模数转换器的配置,然后开串行口,接收中断,使接收中断程序接收来自模数转换器的采样数据,并将采样数据依次存入接收存储器。每得到一帧数据,程序首先去除循环前缀(即删去数据的前若干位),然后对去除循环前缀后的数据进行FFT变换。
5 FFT在TMS320C6201上的优化算法

?????? 表1给出256点Radix2FFT和Radix4FFT在TMS320C6201上所需的指令周期,以及在不同的工作频率下完成FFT所需的时间。 由表1可以看出,在TMS320C6201上采用Raidx4算法比采用Radix2算法更加高效。并且,为了满足系统需求,即在17.07μs之内完成256个复数点的FFT运算,TMS320C6201必须采用200MHz的工作频率。


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OFDM? DSP? 调制解调器?

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