【摘 要】本文以软件无线电思想为指导，结合微电子技术，研究了基于DSP和FPGA为核心通信信号处理硬件平台。该平台采用标准、模块化的设计的思想，充分利用DSP在信号处理方面的灵活性和FPGA在信号处理方面的高速性，软件上支持动态可重配置，具备良好的功能可扩展性。平台实现后，调试结果表明，此平台摆脱了以往无线通信信号处理平台对于硬件的过多依赖，具备了高性能的通信平台特点。
　　【关键词】信号处理平台；DSP；FPGA
　　文章编号：ISSN1006—656X（2014）03-0156-01
　　引言
　　目前，传统的机载通信电台存在以下这些问题：功能单一；体积大，重量重；抗干扰能力差；扩展能力差，因此选用高性能的通信电台显得重要。本文选用超大规模集成电路技术带来的高性能DSP和FPGA为核心，依托高性能A/D、D/A器件等，搭建一款高性能通信信号处理硬件平台。该平台直接实现对中频信号的处理，融合中频信号的AD及DA变换和数字处理部分于一体，功能更加独立，对于机载平台这一特殊应用场合，将发挥着强大的作用。
　　一、总体硬件方案的设计
　　以“DSP+FPGA”为处理核心搭建硬件平台，可以充分利用两种器件的各自优势，来完成繁重的通信工作。低层的信号预处理算法处理的数据量大，对处理速度的要求高，但运算结构简单，可采用FPGA进行处理，而高层处理算法虽然数据量比低层小，但运算结构复杂，寻址方式灵活，可采用DSP芯片处理，因此可设计的平台如下图1所示：
　　图1 通信信号处理平台架构图
　　二、主要功能电路模块的设计
　　（一）话音处理模块
　　话音处理模块在发送状态下主要负责对音频处理模块送来的话音信号行幅度调整和滤波，然后经过AD采样，在抗干扰模式进行CVSD编码，同时按接口要求送通信信号处理平台；在接收状态下主要负责对解调的话音信号进行DA变换，送话音处理模块，CVSD编解码在接口与控制FPGA实现。话音AD采样芯片选用的是LTC1864，它是16bit模数转换器，最高支持250ksps转换率，其功能模块图如下图2所示。
　　图2 LTC1864功能模块图
　　（二）中频AD模块
　　天线接收射频信号经过收发转换开关的切换送信道接收模块，信道对接收的射频信号进行放大、滤波和变频等处理，产生70MHz的中频信号，送通信信号处理，平台处理台的中频采样器件选用AD9244。该器件是一款单芯片、14位、65MSPS模数转换器（ADC），采用5V单电源供电，内置一个片内高性能采样保持放大器和基准电压源。AD9244采用多级差分流水线架构，内置输出纠错逻辑，在65MSPS数据速率时可提供14位精度，并保证在整个工作温度范围内无失码。AD9244具有一个片上可编程基准电压源。也可以选用外部基准电压，以满足应用的直流精度与温度漂移要求。
　　（三）中频DA模块
　　信号处理平台可以实现话音和数据的通信传输，其信号的调制和基带处理在算法FPGA和DSP实现，这里中频的DA转换器件选用AD9776，该器件是双通道、16位、高动态范围数模转换器（DAC），提供1 GSPS采样速率，可以产生最高达奈奎斯特频率的多载波。这些器件具有针对直接变频传输应用进行优化的特性，包括复合数字调制以及增益与失调补偿。
　　三、结论
　　作为通信设备的核心组成模块，信号处理平台的性能直接关系到整机的性能。本文介绍了一款以DSP和FPGA为处理核心的通信信号处理硬件平台的设计，阐述了平台总体方案，完成了平台的主要模块电路器件选型，该平台具备了高性能的通信平台特点。
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