應(yīng)用于深空探測(cè)的多通道軟件無(wú)線電接收機(jī)系統(tǒng)的研究.pdf

1、深空探測(cè)是人類(lèi)對(duì)宇宙空間資源的研究與探索，深空探測(cè)接收機(jī)系統(tǒng)接收、處理、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)自探測(cè)器的下行信號(hào)，通過(guò)對(duì)這些無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行分析處理可以確定探測(cè)器軌道，開(kāi)展多種行星科學(xué)研究，而多通道接收機(jī)系統(tǒng)可以進(jìn)行跨波段觀測(cè)和多目標(biāo)跟蹤，具有重要的研究?jī)r(jià)值。
　　本文首先介紹了一種層疊式結(jié)構(gòu)的深空探測(cè)接收機(jī)系統(tǒng)RSR-ARM以及其中的ADC信號(hào)采集模塊、FPGA信號(hào)處理模塊和ARM系統(tǒng)控制模塊，在此基礎(chǔ)上提出了一種帶有四通道千兆以太網(wǎng)口的擴(kuò)

2、展RSR-ARM方案，將系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信能力擴(kuò)展了4倍，解決了系統(tǒng)在數(shù)據(jù)傳輸上遇到的瓶頸，同時(shí)，這種擴(kuò)展系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了與原有RSR-ARM系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)的無(wú)縫連接，原有的設(shè)計(jì)可以不加修改地在擴(kuò)展系統(tǒng)上正常工作，從而使得對(duì)系統(tǒng)功能擴(kuò)展的設(shè)計(jì)和調(diào)試的工作量降低到了最小。在此基礎(chǔ)上，完成了四通道千兆網(wǎng)通信模塊硬件的設(shè)計(jì)，該功能擴(kuò)展模塊以四片88E1111為核心，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中不同場(chǎng)景需求設(shè)計(jì)了SFP光模塊接口和RJ-45網(wǎng)線接口，與MAC層連接兼容G

3、MII和RGMII兩種方式。論文完成了該模塊的8層高速PCB設(shè)計(jì)，并在FPGA硬件平臺(tái)內(nèi)基于V6EMAC IP核實(shí)現(xiàn)了千兆以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)計(jì)，通過(guò)該模塊對(duì)上層模塊處理過(guò)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行千兆以太網(wǎng)傳輸。此外，論文還對(duì)該模塊進(jìn)行了傳輸能力測(cè)試，結(jié)果表明每個(gè)通道均可達(dá)到千兆。
　　然后，論文在擴(kuò)展的RSR-ARM平臺(tái)中完成了2路模擬輸入、8路數(shù)據(jù)輸出的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，使得系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)跨波段觀測(cè)和多目標(biāo)跟蹤。論文通過(guò)Verilog語(yǔ)言構(gòu)

4、建了高速數(shù)據(jù)接口解決了數(shù)據(jù)速率高于FPGA工作時(shí)鐘上限以及分路數(shù)據(jù)間不同步等問(wèn)題，通過(guò)構(gòu)建高速并行下變頻使得系統(tǒng)可以對(duì)GS/s級(jí)別的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)下變頻，此外系統(tǒng)通過(guò)鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)多種速度的數(shù)據(jù)輸出，各模塊接口軟件可編程使得系統(tǒng)滿(mǎn)足靈活性強(qiáng)的要求。接著，介紹了ARM硬件平臺(tái)Linux操作系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)，基于B/S架構(gòu)的遠(yuǎn)程控制軟件系統(tǒng)按照功能劃分為三個(gè)部分:實(shí)現(xiàn)軟硬件間的傳輸接口的驅(qū)動(dòng)層;解析指令完成相應(yīng)的對(duì)硬件的控制操作的服務(wù)層;實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與用