一种射频组件及其专用SPI数据传输方法技术

本发明专利技术公开了一种射频组件及其专用SPI数据传输方法，该发明专利技术是为满足阵列阵元控制以及小型化要求，设计的专用SPI数据传输方法。本发明专利技术采用了双片选，用于阵列行列地址的选择，从而在阵列规模较大情况下，有效地减少了片选信号线，降低了设备复杂度。本发明专利技术同时增加了装载使能控制功能，实现了对阵列所有阵元的同时幅相控制。本发明专利技术不但可以实现四通道的阵元控制还可以实现单通道、双通道的阵元控制，增加了本发明专利技术的适用性。

Radio frequency component and dedicated SPI data transmission method thereof

The invention discloses a radio frequency component and a special SPI data transmission method thereof. The invention is a dedicated SPI data transmission method designed to meet the requirements of array element control and miniaturization. The invention adopts the double chip select for array rank address selection, and in the case of large scale array, effectively reduce the chip select signal line, reduce the complexity of devices. The invention simultaneously increases the load enable control function and achieves simultaneous amplitude and phase control of all array elements. The invention not only can realize the element control of the four channels, but also can realize the control of the element of a single channel and two channels, thereby increasing the applicability of the invention.

【技术实现步骤摘要】
一种射频组件及其专用SPI数据传输方法
本专利技术涉及阵列波束控制领域中一种射频组件及其专用SPI接口协议。特别是阵列规模较大情况下，为满足小型化要求设计的一种射频组件及其专用SPI接口协议。
技术介绍
目前阵列波束控制领域中射频组件所采用的SPI接口协议普遍仅支持单通道阵元实时数据交换、阵元工作状态检测，而且都是通过单片选进行射频组件的寻址。在应用中，子阵和阵面组件单元间通过SPI实现了高速、实时的数据交换，在子阵级完成对组件的检测，从而实现波控系统对整个阵面的监控，在阵列开机的自检阶段就能得知阵面单元的失效率，同时也可通过对阵面的实时检测，正确指导阵列进一步的工作。但是，在阵列规模较大的情况下，传统的SPI接口协议无法满足小型化的要求，限制了其在机载、弹载等平台上的应用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于避免上述
技术介绍
所描述的不足之处，设计一种射频组件及其专用SPI数据传输方法。本专利技术所要解决的技术问题由以下技术方案实现：一种射频组件，其特征在于，包括：接口101、寄存器102、幅相控制器103以及I/O控制逻辑单元104；接口101用于提供电源与地；还用于接收外部设备的行片选信号、列片选信号、复位信号、时钟信号、配置数据、配置通道和控制命令，并分别输出至I/O控制逻辑单元104；还用于将装载使能信号输出至幅相控制器103；还用于将I/O控制逻辑单元104输出的配置数据和状态数据发送至外部设备；寄存器102用于在I/O控制逻辑单元104的控制下存储配置数据；还用于监测射频组件的工作状态，将状态数据进行存储；还用于存储配置通道；还用于在I/O控制逻辑单元104的控制下将存储的配置数据和状态数据输出至I/O控制逻辑单元104；还用于在幅相控制器103的控制下将存储的配置数据通过配置通道输出；还用于根据复位信号进行复位；根据时钟信号进行正常工作；幅相控制器103用于在装载使能信号有效时控制寄存器102将配置数据输出；I/O控制逻辑单元104用于根据行片选信号和列片选信号选中该射频组件；还用于解读控制命令，根据解读得到的命令字控制相应的寄存器102存储配置数据；还用于根据解读得到的命令字控制相应的寄存器102输出配置数据和状态数据至I/O控制逻辑单元104；还用于将配置数据和状态数据输出至接口101；还用于将复位信号、时钟信号和配置通道输入至寄存器102。其中，所述接口101包括复位信号输入接口1011、行片选输入接口1012、列片选输入接口1013、串行时钟输入接口1014、串行数据输入接口1015、串行数据输出接口1016、供电电压接口1017、接地接口1018和装载使能接口1019。其中，寄存器102包括第一至第四同相系数寄存器、第一至第四正交系数寄存器、工作模式寄存器、功率状态寄存器和第一至第四温度状态寄存器；第一至第四同相系数寄存器和第一至第四正交系数寄存器分别用于在I/O控制逻辑单元104的控制下存储配置数据；还用于在I/O控制逻辑单元104的控制下输出配置数据至I/O控制逻辑单元104；还用于在幅相控制器103的控制下将存储的配置数据通过配置通道输出；工作模式寄存器用于存储配置通道；功率状态寄存器用于监测射频组件的工作状态，将状态数据进行存储；还用于在I/O控制逻辑单元104的控制下将状态数据输出至I/O控制逻辑单元104；第一至第四温度状态寄存器用于检测射频组件的温度状态，将状态数据进行存储；还用于在I/O控制逻辑单元104的控制下将状态数据输出至I/O控制逻辑单元104。一种射频组件SPI数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)外部设备输出行片选信号和列片选信号给所有的射频组件，选中行片选信号和列片选信号同时有效的射频组件；(2)外部设备通过所选射频组件的串行数据输入接口向该射频组件的I/O控制逻辑单元发送控制命令；(3)I/O控制逻辑单元解读控制命令，若解读控制命令得到寄存器起始地址和读控制命令，则转入步骤4；若解读控制命令得到寄存器起始地址和写控制命令，则转入步骤6；(4)I/O控制逻辑单元根据寄存器起始地址控制寄存器将所存储的配置数据和状态数据输出至I/O控制逻辑单元；(5)I/O控制逻辑单元将配置数据和状态数据通过串行数据输出接口输出至外部设备，结束数据传输；(6)外部设备通过所选射频组件的串行数据输入接口向该射频组件的I/O控制逻辑单元发送配置数据和配置通道；(7)I/O控制逻辑单元根据寄存器起始地址将配置数据输入至相应的寄存器；(8)幅相控制器在装载使能接口输入的装载使能信号有效时控制寄存器将配置数据通过配置通道输出至外部。本专利技术与
技术介绍
相比具有如下优点：1.本专利技术增加了射频组件通道数量，一个射频组件最多可以完成四阵元的数据交换、状态检测，加大了射频组件的适用性，满足小型化要求。2.本专利技术增加了一个片选信号线，在阵列规模较大情况下显著减少了阵列寻址所需的片选信号线总数，满足小型化要求。3.本专利技术同时增加了一个装载使能信号线，用来控制所有射频组件同时对阵列进行幅相控制，保证同相、正交系数同时加载至阵列天线，形成预期波束。4.本专利技术通过增加工作模式寄存器，实现了多通道模式下阵元的自检功能。5.本专利技术还考虑了阵列通道一致性的补偿标校问题，增加了温度监测功能，储存在温度状态寄存器内。附图说明图1是本专利技术射频组件SPI总线原理方框图。图2是本专利技术读数据时同相系数寄存器时序图。图3是本专利技术写数据时正交系数寄存器时序图。图4是本专利技术是寄存器格式定义。图5是本专利技术命令字格式定义。具体实施方式下面，结合图1至图5对本专利技术作进一步说明。一种射频组件如图1所示，包括：接口101、寄存器102、幅相控制器103以及I/O控制逻辑104；接口101用于提供电源与地；还用于接收外部设备的行片选信号、列片选信号、复位信号、时钟信号、配置数据、配置通道和控制命令，并分别输出至I/O控制逻辑单元104；还用于将装载使能信号输出至幅相控制器103；还用于将I/O控制逻辑单元104输出的配置数据和状态数据发送至外部设备；包括复位信号输入接口1011、行片选输入接口1012、列片选输入接口1013、串行时钟输入接口1014、串行数据输入接口1015、串行数据输出接口1016、供电电压接口1017、接地接口1018、装载使能接口1019，装载使能1019上升沿有效，用于幅度、相位控制数据同时加载至阵元天线，形成预期波束；寄存器102用于在I/O控制逻辑单元104的控制下存储配置数据；还用于监测射频组件的工作状态，将状态数据进行存储；还用于存储配置通道；还用于在I/O控制逻辑单元104的控制下将存储的配置数据和状态数据输出至I/O控制逻辑单元104；还用于在幅相控制器103的控制下将存储的配置数据通过配置通道输出；还用于根据复位信号进行复位；根据时钟信号进行正常工作；寄存器102的格式定义如图四所示，包括第一至第四同相系数寄存器10201、10203、10205、10207、第一至第四正交系数寄存器10202、10204、10206、10208、工作模式寄存器10209、功率状态寄存器10210和第一至第四温度状态寄存器10211～10214；第一至第四同相系数寄存器10201、10203、1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射频组件，其特征在于，包括：接口(101)、寄存器(102)、幅相控制器(103)以及I/O控制逻辑单元(104)；接口(101)用于提供电源与地；还用于接收外部设备的行片选信号、列片选信号、复位信号、时钟信号、配置数据、配置通道和控制命令，并分别输出至I/O控制逻辑单元(104)；还用于将装载使能信号输出至幅相控制器(103)；还用于将I/O控制逻辑单元(104)输出的配置数据和状态数据发送至外部设备；寄存器(102)用于在I/O控制逻辑单元(104)的控制下存储配置数据；还用于监测射频组件的工作状态，将状态数据进行存储；还用于存储配置通道；还用于在I/O控制逻辑单元(104)的控制下将存储的配置数据和状态数据输出至I/O控制逻辑单元(104)；还用于在幅相控制器(103)的控制下将存储的配置数据通过配置通道输出；还用于根据复位信号进行复位；根据时钟信号进行正常工作；幅相控制器(103)用于在装载使能信号有效时控制寄存器(102)将配置数据输出；I/O控制逻辑单元(104)用于根据行片选信号和列片选信号选中该射频组件；还用于解读控制命令，根据解读得到的命令字控制相应的寄存器(102)存储配置数据；还用于根据解读得到的命令字控制相应的寄存器(102)输出配置数据和状态数据至I/O控制逻辑单元(104)；还用于将配置数据和状态数据输出至接口(101)；还用于将复位信号、时钟信号和配置通道输入至寄存器(102)。...

【技术特征摘要】
1.一种射频组件，其特征在于，包括：接口(101)、寄存器(102)、幅相控制器(103)以及I/O控制逻辑单元(104)；接口(101)用于提供电源与地；还用于接收外部设备的行片选信号、列片选信号、复位信号、时钟信号、配置数据、配置通道和控制命令，并分别输出至I/O控制逻辑单元(104)；还用于将装载使能信号输出至幅相控制器(103)；还用于将I/O控制逻辑单元(104)输出的配置数据和状态数据发送至外部设备；寄存器(102)用于在I/O控制逻辑单元(104)的控制下存储配置数据；还用于监测射频组件的工作状态，将状态数据进行存储；还用于存储配置通道；还用于在I/O控制逻辑单元(104)的控制下将存储的配置数据和状态数据输出至I/O控制逻辑单元(104)；还用于在幅相控制器(103)的控制下将存储的配置数据通过配置通道输出；还用于根据复位信号进行复位；根据时钟信号进行正常工作；幅相控制器(103)用于在装载使能信号有效时控制寄存器(102)将配置数据输出；I/O控制逻辑单元(104)用于根据行片选信号和列片选信号选中该射频组件；还用于解读控制命令，根据解读得到的命令字控制相应的寄存器(102)存储配置数据；还用于根据解读得到的命令字控制相应的寄存器(102)输出配置数据和状态数据至I/O控制逻辑单元(104)；还用于将配置数据和状态数据输出至接口(101)；还用于将复位信号、时钟信号和配置通道输入至寄存器(102)。2.根据权利要求1所述的一种射频组件，其特征在于，所述接口(101)包括复位信号输入接口(1011)、行片选输入接口(1012)、列片选输入接口(1013)、串行时钟输入接口(1014)、串行数据输入接口(1015)、串行数据输出接口(1016)、供电电压接口(1017)、接地接口(1018)和装载使能接口(1019)。3.根据权利要求1所述的一种射频组件，其特征在于，寄存器(102)包...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫康，桑会平，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：河北,13