CN100455096C - 射频信号扫频仪动态时钟控制装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种射频信号扫频仪动态时钟控制方法，其包括：CPU通过两个温度传感器Temperature Sensor1，2实时监视DSP和RSP&ADC温度变化；当DSP和RSP&ADC的温度达到温度上限时，通知用户扫频仪将要暂时做出降频处理；当DSP的温度返回到正常工作温度时，通知用户扫频仪可以恢复全速正常工作，同时CPU配置时钟芯片，将DSP的工作时钟恢复到全速状态；当扫频仪3分钟没有接收到工作的消息后，CPU通过IIC总线关闭DSP和RSP&ADC的工作时钟，系统处于空闲状态。本发明还公开了一种实现上述操作的射频信号扫频仪动态时钟控制装置。本发明技术方案不仅能够降低扫频仪的系统功耗，明显延长产品电池使用时间，还可以提高产品可靠性，符合工程手持测试使用。

Description

射频信号扫频仪动态时钟控制装置及方法
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种通过动态控制系统时钟从而延长射频信号扫频仪使用时间、降低系统功耗的实现装置及操作方法。
背景技术
第三代移动通信技术WCDMA、TDSCDMA逐渐趋于稳定，急需网络覆盖、优化方面的测试仪表完成铺网工作，特别是需求移动状态下的手持测试仪表来完成基站、直放站的测试效果。
射频信号扫频仪是一种接收WCDMA或TDSCDMA通信设备下行信号(基站-移动终端)，并进行解调、分析的仪器，可以报告与网络规划、优化相关的一些参数指标，如CPICH Ec/Io、RSSI等。可以用来测试基站或直放站的覆盖效果。若要满足工程使用，还要具备操作简便、工作稳定、轻便易携带、抗振动和抗摔打能力强等特点。在3G(第三代移动通信技术)的基站设计中，虽然基带与AD处理功耗不是设计的主要矛盾，但是如果在射频信号扫频仪中实现基带的数据处理，在考虑DSP性能前提下更需要考虑功耗问题。
目前，一种解决方案是使用芯片厂家的终端基带处理套片，既权衡了性能又考虑到了功耗问题，但是基带处理套片的入门价格昂贵，且许多方面受到芯片厂商的制约；另外一种解决方案是使用通用的DSP处理器实现射频信号扫频仪中基带数据处理，虽然有利于积累基带数据处理的能力，降低了从事该行业研发的成本，能够设计出独立自主的产品，但是增加了设计难度，并且使用通用DSP功耗巨大，也不利于长时间使用电池工作。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明通过动态控制系统时钟，既使用了通用DSP完成基带数据处理，同时又延长了射频信号扫频仪的工作使用时间，降低了系统总功耗，满足工程使用需求。
本发明提供了一种射频信号扫频仪动态时钟控制装置及方法。
本发明提供的一种射频信号扫频仪动态时钟控制装置，其包括中央处理器CPU、数字信号处理器DSP、现场可编程逻辑阵列FPGA、温度传感器Temperature Sensor1，温度传感器Temperature Sensor 2、时钟Clock和接收信号处理器和模拟数字变换器RSP&ADC，其中：
CPU负责与外部通信；配置DSP工作时钟，打开RSP&ADC工作时钟；监控DSP和RSP&ADC的温度，根据温度值动态控制DSP工作时钟；
DSP进行基带数据处理；
FPGA完成RSP&ADC接口时序配合，基带数据格式转换及基带数据传送；
RSP&ADC包括ADC和数字下变频部分，及在ADC部分完成模拟中频到数字中频的数据转换，在数字下变频部分完成下变频后将基带数据送到FPGA进行进一步数据处理；
Temperature Sensor 1，Temperature Sensor 2负责实时采集芯片工作温度并上报给CPU；
Clock为CPU，DSP，RSP&ADC和FPGA提供系统时钟，接受CPU的动态时钟管理；其中：
所述的Temperature Sensor1负责实时采集DSP的工作温度，上报给CPU；
Temperature Sensor2负责实时采集RSP&ADC的工作温度，上报给CPU。
所述装置还包括IIC总线，当CPU第一次查询到DSP或RSP&ADC其中一部分温度超过系统设定的温度容限时，CPU根据查询信息首先通知用户射频信号扫频仪内部温度过高，将要暂时对系统时钟做出降频处理，但不会影响正在进行的工作；
如果用户不作处理继续当前的工作，DSP和RSP&ADC附近的温度会很快继续上升，当DSP或RSP&ADC其中一部分的温度到达系统设定的第二上限值。CPU查询到温度传感器第二上限值后通知用户射频信号扫频仪正在暂时做出降频处理，RSP&ADC工作时钟不变，同时通过IIC总线配置系统时钟芯片，降低DSP的工作时钟，主要热源的散热被控制；
本发明提供的一种射频信号扫频仪的动态时钟控制方法，其中，该方法包括如下操作步骤：
步骤一，CPU通过两个温度传感器Temperature Sensor 1、Temperature Sensor 2实时监视DSP和RSP&ADC温度变化；
步骤二，当DSP或RSP&ADC的温度第一次达到温度上限时，通知用户射频信号扫频仪将要暂时做出降频处理；
步骤三，当DSP或RSP&ADC的温度第二次达到温度上限时，通知用户射频信号扫频仪正在对DSP做出降频处理；
步骤四，当DSP和RSP&ADC的温度返回到正常工作温度时，通知用户射频信号扫频仪恢复全速正常工作，同时CPU配置时钟Clock，将DSP的工作时钟恢复到全速状态；
步骤五，当射频信号扫频仪3分钟没有接收到工作的消息后，CPU通过IIC总线关闭DSP和RSP&ADC的工作时钟，系统处于空闲状态。
如上所述方法，其中，
步骤二还包括：当DSP或RSP&ADC的温度第一次达到温度上限时，通知用户射频信号扫频仪将要暂时做出降频处理，但不会影响射频信号扫频仪当前工作；
步骤三还包括：当DSP或RSP&ADC的温度第二次达到温度上限时，通知用户射频信号扫频仪正在做出降频处理，同时CPU通过IIC总线配置时钟芯片降低DSP的工作时钟，并保持散热风扇开启。
如上所述方法，其中，步骤四还包括：
CPU查询温度到达正常工作的温度后，首先通知用户射频信号扫频仪恢复全速工作，同时配置系统时钟Clock，将DSP时钟恢复到全速工作状态，进行用户要求的工作。
本发明的有益效果如下：
使用功耗巨大的通用DSP和RSP&ADC，实现电池供电的手持射频信号扫频仪，如果不采用本发明所述技术方案，将无法使用低容量电池为射频信号扫频仪供电；
另外，射频信号扫频仪是工程使用测试仪表，当外界环境温度过高时，散热成为主要问题。经过实际测试，散热不良将导致DSP的功耗迅速增大，测量速度明显降低，很快将电池电量耗尽。采用本发明所述解决手段后，不仅降低了射频信号扫频仪的系统功耗，明显延长了产品电池使用时间，还提高了了产品可靠性，符合工程手持测试使用。
附图说明
图1为本发明所述利用动态时钟实现射频信号扫频仪的装置结构示意图；
图2为本发明所述利用动态时钟实现射频信号扫频仪的方法操作流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种利用动态时钟实现射频信号扫频仪的装置，其具体结构及连接关系参见图1，其中CPU负责与外部进行通信；配置单板各部分芯片的工作；监控单板工作状态；通过对功耗大的DSP和RSP&ADC进行温度监控，实现动态控制DSP的工作时钟；通过对空闲和工作状态的切换，实现对时钟的动态管理；DSP进行基带数据处理，并将处理结果上报给CPU；FPGA完成RSP&ADC接口时序配合，及基带数据格式转换，并将基带数据传送给后级DSP处理；RSP&ADC包括ADC和数字下变频部分，在ADC部分完成模拟中频到数字中频的数据转换，对模拟中频信号采集混频、滤波和抽取处理，经过在RSP部分完成下变频后，将基带数据送到FPGA进一步数据处理；Temperature Sensor1负责实时采集DSP芯片的工作温度，并上报给CPU；Temperature Sensor2负责实时采集RSP&ADC芯片的工作温度，并上报给CPU；Clock为CPU，DSP，RSP&ADC和FPGA提供单板各部分的系统时钟，接受CPU的动态时钟管理。
下面结合上述装置结构及说明书附图2的流程，具体说明书本发明所述利用动态时钟实现射频信号扫频仪方法的操作过程。
首先，CPU接收到需要工作的命令后打开散热风扇，配置DSP的工作时钟为最高工作时钟，同时打开RSP&ADC的工作时钟，单板开始按照用户的指令正常工作；
在用户下发停止工作命令后，如果3分钟没有再接收到开始工作的命令，CPU关闭DSP和RSP/ADC的工作时钟，并且关闭散热风扇，系统进入空闲状态，只有CPU内核保持工作，保持与用户接口的通信；
当CPU接收到用户再次下发需要工作的命令时，通过IIC总线重新配置DSP和RSP&ADC的工作时钟，DSP和RSP&ADC继续按照用户的指令进行工作；
另外，由于DSP和RSP&ADC的功耗很大，必然产生很多热量。当外界环境温度过高，散热风扇不能及时将射频信号扫频仪内部的温度降低时，就会在单板上产生两个热源。DSP和RSP&ADC在环境温度上升时会消耗更多电池电量，使系统陷入恶性循环。因此，为了保护系统不被损坏，在DSP和RSP&ADC芯片旁边安放了两颗温度传感器Temperature Sensor 1和Temperature Sensor 2，以便于实时监视射频信号扫频仪的两个热源温度的变化，并根据测试得到的数据设定射频信号扫频仪两个热源芯片温度的两个上限值；
当CPU第一次查询到DSP或RSP&ADC其中一部分温度超过系统设定的温度容限时，CPU根据查询信息首先通知用户射频信号扫频仪内部温度过高，将要暂时对系统时钟做出降频处理，但不会影响正在进行的工作；
如果用户不作处理继续当前的工作，DSP和RSP&ADC附近的温度会很快继续上升，当DSP或RSP&ADC其中一部分的温度到达系统设定的第二上限值。CPU查询到温度传感器第二上限值后通知用户射频信号扫频仪正在暂时做出降频处理，RSP&ADC工作时钟不变，同时通过IIC总线配置系统时钟芯片，降低DSP的工作时钟，主要热源的散热被控制；
此时，由于风扇一直在工作，很快会将射频信号扫频仪内部的温度降低。CPU查询温度到达可以正常工作的温度后，首先通知用户射频信号扫频仪可以恢复全速工作，同时配置系统时钟Clock，将DSP时钟恢复到全速工作状态，进行用户要求的工作。
显然，本领域技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的要义与范围。这样，倘若本发明的这些修改和变形属于本发明的权利要求及其等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动及变形在内。

Claims (4)

1、一种射频信号扫频仪动态时钟控制装置，其包括中央处理器CPU、数字信号处理器DSP、现场可编程逻辑阵列FPGA、温度传感器Temperature Sensor1，温度传感器Temperature Sensor2、时钟Clock和接收信号处理器和模拟数字变换器RSP&ADC；
CPU负责与外部通信；配置DSP工作时钟，打开RSP&ADC工作时钟；监控DSP和RSP&ADC的温度，根据温度值动态控制DSP工作时钟；
DSP进行基带数据处理；
FPGA完成RSP&ADC接口时序配合，基带数据格式转换及基带数据传送；
RSP&ADC包括ADC和数字下变频部分，及在ADC部分完成模拟中频到数字中频的数据转换，在数字下变频部分完成下变频后将基带数据送到FPGA进行进一步数据处理；
Temperature Sensor1，Temperature Sensor2负责实时采集芯片工作温度并上报给CPU；
Clock为CPU，DSP，RSP&ADC和FPGA提供系统时钟，接受CPU的动态时钟管理；
其特征在于：
所述的Temperature Sensor1负责实时采集DSP的工作温度，上报给CPU；
Temperature Sensor2负责实时采集RSP&ADC的工作温度，上报给CPU；
所述装置还包括IIC总线，当CPU第一次查询到DSP或RSP&ADC温度超过系统设定的温度容限时，CPU根据查询信息首先通知用户射频信号扫频仪内部温度过高，将要暂时对系统时钟做出降频处理，但不会影响正在进行的工作；
如果用户不作处理继续当前的工作，DSP或RSP&ADC附近的温度会很快继续上升，当DSP或RSP&ADC温度到达系统设定的第二上限值，CPU查询到温度传感器第二上限值后通知用户射频信号扫频仪正在暂时做出降频处理，RSP&ADC工作时钟不变，同时通过IIC总线配置系统时钟芯片，降低DSP的工作时钟，主要热源的散热被控制。
2、一种射频信号扫频仪的动态时钟控制方法，其特征在于，该方法包括如下操作步骤：
步骤一，CPU通过两个温度传感器Temperature Sensor1、Temperature Sensor2实时监视DSP和RSP&ADC温度变化；
步骤二，当DSP或RSP&ADC的温度第一次达到温度上限时，通知用户射频信号扫频仪将要暂时做出降频处理；
步骤三，当DSP或RSP&ADC的温度第二次达到温度上限时，通知用户射频信号扫频仪正在对DSP做出降频处理；
步骤四，当DSP和RSP&ADC的温度返回到正常工作温度时，通知用户射频信号扫频仪恢复全速正常工作，同时CPU配置时钟Clock，将DSP的工作时钟恢复到全速状态；
步骤五，当射频信号扫频仪3分钟没有接收到工作的消息后，CPU通过IIC总线关闭DSP和RSP&ADC的工作时钟，系统处于空闲状态。
3、如权利要求2所述的方法，其特征在于：
步骤二还包括：当DSP或RSP&ADC的温度第一次达到温度上限时，通知用户射频信号扫频仪将要暂时做出降频处理，但不会影响射频信号扫频仪当前工作；
步骤三还包括：当DSP或RSP&ADC的温度第二次达到温度上限时，通知用户射频信号扫频仪正在做出降频处理，同时CPU通过IIC总线配置时钟芯片降低DSP的工作时钟，并保持散热风扇开启。
4、如权利要求2所述的方法，其特征在于步骤四还包括：
CPU查询温度到达正常工作的温度后，首先通知用户射频信号扫频仪恢复全速工作，同时配置系统时钟Clock，将DSP时钟恢复到全速工作状态，进行用户要求的工作。
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