一种数字信号处理平台制造技术

本实用新型专利技术公开了通信领域的一种数字信号处理平台，其包括：RFSOC芯片，内置ARM处理器系统和FPGA，且集成八通道RF

【技术实现步骤摘要】
一种数字信号处理平台


[0001]本技术涉及一种数字信号处理平台，属于通信


技术介绍

[0002]目前的数字信号处理平台多采用标准VPX或CPCI平台，采用DSP+FPGA的架构，模拟部分使用ADC和DAC模块，很难同时兼顾高带宽和多通道的要求，并且信号从ADC采样到送给DAC输出有很大的路径延迟效应，满足不了对信号采样后叠加各种复杂信号后快速输出的需求。传统的信号处理平台往往功耗较大，对系统级散热设计提出了很高的要求，如无人机等应用场景很难满足其要求。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种数字信号处理平台。该平台可以实现八通道、高带宽的ADC采样和DAC回放，同时可以满足低路径延迟、存储延迟范围大的要求。
[0004]为达到上述目的，本技术是采用下述技术方案实现的：
[0005]本技术提供了一种数字信号处理平台，所述数字信号处理平台为信号处理板，包括：
[0006]RFSOC芯片，内置ARM处理器系统和FPGA，且集成八通道RF
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ADC、RF
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DAC和ADC/DAC转换器；
[0007]时钟模块，包括RF_ADC、RF_DAC时钟模块、PS端工作时钟模块，PL端时钟模块，均连接所述RFSOC芯片的RF端；
[0008]DDR4存储器，其数量为两组，其中一组连接至所述RFSOC芯片PS端的DDR控制器上，一组连接至所述RFSOC芯片PL端的DDR接口；
[0009]存储器，包括EMMC、SATA盘和micro
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SD卡，连接所述RFSOC芯片的ps端；
[0010]管理单元，实时采集信号处理板上电压、电流、温度信息后，通过串口、IIC传输给外部其它控制系统。
[0011]进一步的，所述RFSOC芯片为Xilinx RFSOC系列芯片XCZU27DR。
[0012]进一步的，所述RF_ADC、RF_DAC时钟模块分别采用时钟管理芯片LMK04832和高性能宽带合成器LMX2594。
[0013]进一步的，所述SATA盘采用M.2硬件接口。
[0014]进一步的，所述micro
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SD卡通过SDIO接口与所述RFSOC芯片PS端互连，且使用MAX13035E作为电平转换芯片。
[0015]进一步的，所述管理单元采用嵌入式单片机STM32F103作为主控制器。
[0016]进一步的，所述信号处理板由DC+12V电源供电，且信号处理板内部通过电源转换模块完成自身所需电源的转换。
[0017]进一步的，所述信号处理板的电源分配分为模拟电源和数字电源两部分，其中模
拟电路部分采用多种LDO线性稳压器提供，数字电路部分采用多种DC/DC电源转换芯片输出，供给各部分电路使用。
[0018]与现有技术相比，本技术所达到的有益效果：
[0019]该信号处理板实现了一种数字信号处理平台，该平台可以实现八通道、高带宽的ADC采样和DAC回放，同时可以满足低路径延迟、存储延迟范围大的要求，其具有多通道、高带宽、体积小、集成度高、稳定性高，路径延迟小，信号质量优等优点，可以方便的应用在相关的产品设备中。
附图说明
[0020]图1是本技术实施例提供的信号处理板框图；
[0021]图2是本技术实施例提供的信号处理板时钟；
[0022]图3是本技术实施例提供的信号处理板DDR；
[0023]图4是本技术实施例提供的信号处理板存储器；
[0024]图5是本技术实施例提供的信号处理板BMC。
具体实施方式
[0025]下面结合附图对本技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，而不能以此来限制本技术的保护范围。
[0026]实施例：
[0027]一种数字信号处理平台，该数字信号处理平台是基于Xilinx RFSOC系列芯片(XCZU27DR)开发的一款信号处理板，包括RFSOC芯片，RFSOC芯片上内置ARM处理器系统，并且集成八通道RF
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ADC和RF
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DAC，配合片内大容量FPGA，可以实现直接射频采样，数字信号处理等功能。由于ADC/DAC转换器集成在RFSOC芯片内，大大减少了芯片间互连的路径延迟和接口传输延迟，实现了系统低延迟要求。该信号处理平台外挂两组大容量的DDR4(MT40A512M16JY)存储器，对于ADC采样数据可以存储在大容量的DDR4中，实现大于100ms的数字延迟。板上提供了系统工作所需的时钟模块，扩展了存储器、高速接口、通信接口电路，板上的系统管理单元可以实时监测信号处理板的工作状态。信号处理板的原理组成框图如图1所示。需要说明的是，FPGA(Field Programmable GateArray)是在PAL、GAL等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
[0028]在本单位项目中，某无人机载平台需要一块多通道、高带宽、小型化、可靠性高的信号处理板。该信号处理板要求满足8通道模拟信号采集回放，信号带宽大于1.8GHz，系统要求的存储延迟大于100ms，并可以记录试验数据，时间大于30分钟。根据系统要求，我们选用Xilinx RFSOC芯片来实现系统要求。板上内置128GB SATA盘满足系统长时间存储数据的要求。信号的采集、回放、存储延迟和数字信号处理均在RFSOC芯片内完成。具体设计如下：
[0029]信号处理板时钟设计包括RF_ADC、RF_DAC时钟设计、PS端工作时钟设计，PL端时钟设计。RF_ADC、RF_DAC时钟给ADC、DAC工作提供采样时钟、SYSREF信号等。PS端工作时钟提供CPU和高速接口的工作时钟，如SATA接口、USB接口等。PL端时钟给RFSOC片内的FPGA逻辑设计提供基准参考时钟。RF_ADC、RF_DAC时钟采用TI公司高性能的时钟管理芯片LMK04832和
高性能宽带合成器LMX2594。输入参考时钟100MHz，PLL输出设置为4.0GHz。这部分详细的原理框图设计如附图2。
[0030]信号处理板DDR4存储器设计，RFSOC外挂两组4GB 64bit的DDR4存储器。DDR存储器选用Micron公司的MT40A512M16JY。其中一组连接至PS端的DDR控制器上，一组连接至PL端的DDR接口。在某些应用中需要将RF
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ADC的采集数据缓存至PL_DDR4存储器中，实现系统存储延迟的要求。这部分详细的原理框图设计如附图3。
[0031]信号处理板的大容量存储器包括EMMC、SATA盘和micro
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SD卡。其中EMMC用于存储操作系统和应用程序；SA本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数字信号处理平台，其特征是，所述数字信号处理平台为信号处理板，包括：RFSOC芯片，内置ARM处理器系统和FPGA，且集成八通道RF
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ADC、RF
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DAC和ADC/DAC转换器；时钟模块，包括RF_ADC、RF_DAC时钟模块、PS端工作时钟模块，PL端时钟模块，均连接所述RFSOC芯片的RF端；DDR4存储器，其数量为两组，其中一组连接至所述RFSOC芯片PS端的DDR控制器上，一组连接至所述RFSOC芯片PL端的DDR接口；存储器，包括EMMC、SATA盘和micro
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SD卡，连接所述RFSOC芯片的ps端；管理单元，实时采集信号处理板上电压、电流、温度信息后，通过串口、IIC传输给外部其它控制系统。2.根据权利要求1所述的一种数字信号处理平台，其特征是，所述RFSOC芯片为Xilinx RFSOC系列芯片XCZU27DR。3.根据权利要求1所述的一种数字信号处理平台，其特征是，所述R...

【专利技术属性】
技术研发人员：李璇，王秀涛，冯晔，
申请(专利权)人：南京长峰航天电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：