CN106385595A - 一种qam调制器 - Google Patents

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杨涛
李刚
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    • H04N21/20—Servers specifically adapted for the distribution of content, e.g. VOD servers; Operations thereof
    • H04N21/23—Processing of content or additional data; Elementary server operations; Server middleware
    • H04N21/238—Interfacing the downstream path of the transmission network, e.g. adapting the transmission rate of a video stream to network bandwidth; Processing of multiplex streams
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Abstract

本申请公开了一种QAM调制器，包括PCIe连接器、FPGA芯片、QAM调制芯片和射频放大模块，其中：PCIe连接器用于直接插进服务器主板的PCIe插槽内，以接收服务器输出的控制指令和码流，并将其传送给FPGA芯片；FPGA芯片与QAM调制芯片和射频放大模块相连，用于根据接收到的控制指令实现QAM调制器的参数配置功能，以及对接收到的码流进行信号处理后传送给QAM调制芯片；QAM调制芯片用于对接收到的码流进行QAM调制；射频放大模块与QAM调制芯片相连，用于对QAM调制芯片调制后的信号进行功率放大和输出。本申请改善了传统QAM调制器在输入的码流较大时所产生的数据处理速度慢、可靠性低的问题。

Description

一种QAM调制器
技术领域
本发明涉及通信技术领域，更具体地说，涉及一种QAM调制器。
背景技术
QAM(Quadrature Amplitude Modulation，正交振幅调制)调制器是有线数字电视广播前端的主要设备，广泛运用于数字电视广播系统、数字MMDS系统、DVB数据广播系统、VOD视频点播系统和HFC宽带网络系统等。QAM调制器接收服务器输入的码流，对其进行加扰、RS编码、卷积交织、ByteToM映射和QAM调制等一系列信号处理后，提供射频输出，输出的射频信号可以直接在有线电视网上传送到家庭或小区用户的接收端。
传统的QAM调制器采用ASI(Asynchronous Serial Interface，异步串行接口)接口或IP(Internet Protocol，网络协议)接口与服务器进行通讯，但当输入的码流较大时，会产生数据处理速度慢、可靠性低的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种QAM调制器，以改善传统QAM调制器在输入的码流较大时所产生的数据处理速度慢、可靠性低的问题。
一种QAM调制器，包括PCIe连接器、FPGA芯片、QAM调制芯片和射频放大模块，其中：
所述PCIe连接器用于直接插进服务器主板的PCIe插槽内，以接收服务器输出的控制指令和码流，并将其传送给所述FPGA芯片；
所述FPGA芯片与所述QAM调制芯片和所述射频放大模块相连，用于根据接收到的控制指令实现QAM调制器的参数配置功能，以及对接收到的码流进行信号处理后传送给所述QAM调制芯片；
所述QAM调制芯片用于对接收到的码流进行QAM调制；
所述射频放大模块与所述QAM调制芯片相连，用于对所述QAM调制芯片调制后的信号进行功率放大和输出。
其中，所述PCIe连接器的PCIe接口逻辑采用Xilinx的PCIe硬核实现。
其中，所述QAM调制器支持5种类型的QAM调制输出，分别是16QAM调制输出、32QAM调制输出、64QAM调制输出、128QAM调制输出和256QAM调制输出。
其中，每个所述QAM调制芯片200能够接收24路独立的VOD编码流，并通过本QAM调制芯片的接口实现多路码流的复用操作。
其中，所述FPGA芯片的片内总线设计采用Xilinx的AXI4片内总线及LocalBus。
其中，所述FPGA芯片与所述QAM调制芯片、所述射频放大模块之间采用SPI总线或I/O数据总线进行通讯。
其中，当所述FPGA芯片与所述QAM调制芯片、所述射频放大模块之间采用SPI总线进行通讯时，所述FPGA芯片采用在FPGA芯片200内部设计3个寄存器的方式实现SPI接口电路，分别为地址寄存器、数据寄存器和控制寄存器。
可选地，所述QAM调制器还包括：与所述FPGA芯片相连的FLASH芯片。
从上述的技术方案可以看出，本发明公开的QAM调制器改用PCIe接口技术与服务器进行通讯。相较于现有技术采用的ASI接口技术或IP接口技术，PCIe接口技术具有数据传输效率高、扩展性好、可靠性强等特点，因而解决了现有技术存在的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种QAM调制器结构示意图；
图2为本发明实施例公开的又一种QAM调制器结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，本发明实施例公开了一种QAM调制器，以改善传统QAM调制器在输入的码流较大时所产生的数据处理速度慢、可靠性低的问题，包括PCIe连接器100、FPGA芯片200、QAM调制芯片300和射频放大模块400，其中：
PCIe连接器100用于直接插进服务器主板的PCIe插槽内，以接收服务器输出的控制指令和码流，并将其传送给FPGA芯片200；
FPGA芯片200与QAM调制芯片300和射频放大模块400相连，用于根据接收到的控制指令实现QAM调制器的参数配置功能，以及对接收到的码流进行信号处理后传送给QAM调制芯片300；
QAM调制芯片300用于对接收到的码流进行QAM调制；
射频放大模块400与QAM调制芯片300相连，用于对QAM调制芯片300调制后的信号进行功率放大和输出。
由上可知，本实施例公开的QAM调制器对系数数据流的处理包括控制通路和数据通路两部分，其中：控制通路，指的是根据所述QAM调制器接收到的控制指令实现对FPGA芯片200、QAM调制芯片300和射频放大模块400等的参数配置；数据通路，指的是对所述QAM调制器接收到的码流进行加扰、RS编码、卷积交织、ByteToM映射和QAM调制等一系列信号处理后，提供射频输出。
相较于现有技术，本实施例公开的QAM调制器改用PCIe接口技术与服务器进行通讯。相较于ASI接口技术或IP接口技术，PCIe接口技术具有数据传输效率高、扩展性好、可靠性强等特点，因而解决了现有技术存在的问题。
其中，PCIe连接器100的PCIe接口逻辑可采用Xilinx的PCIe硬核实现，但并不局限。
具体的，Xilinx的PCIe硬核内部实现了PCIe Configure、PCIe物理层、PCIeDatalink层，高层收发transcation Layer数据包，并通过AXI-Streaming总线接口将Transcation数据包与用户逻辑连接。用户逻辑需要完成对Transaction数据包的解析或产生TLP数据包，并响应Memory读等操作。Xilinx的PCIe硬核实现了对PCIe的transaction数据包收发的功能。在此基础上，需设计PCIe用户逻辑完成对TLP数据包的解析及组包工作。
所述PCIe用户逻辑，主要包括四个部分：RX Logic、TX Logic、AXI4Master Logic、AXI4Slave Logic。各部分功能描述如下：
所述RX Loigc：负责对接收的Transcation数据包进行拆包分解，解析后对memorywrite和memory read数据包分别送到所述AXI4Master Logic和所述AXI4Slave Logic中进行处理；
所述TX Logic：接收来自FPGA芯片200内部逻辑产生的PCIe读写请求，将FPGA芯片200主动发起的Memory read和Memory Write命令封装成PCIe TLP数据包，并传送给PCIe硬核。
其中，所述QAM调制器支持5种类型的QAM调制输出，分别是16QAM调制输出、32QAM调制输出、64QAM调制输出、128QAM调制输出和256QAM调制输出。并且，所述QAM调制器可以具有一个或多个射频输出接口，每一个射频输出接口均支持所述5种类型的QAM调制输出。
其中，每个QAM调制芯片200可以接收24路独立的VOD编码流，并通过本QAM调制芯片的接口实现多路码流的复用操作。由于24路VOD编码流采用独立的逻辑进行实现，减少了各通路的耦合性。
其中，FPGA芯片的片内总线设计可采用Xilinx的AXI4片内总线及LocalBus。具体的，所述PCIe硬核对外采用AXI-Streaming进行连接，设计AXI桥逻辑，将AXI-streaming接口转换成AXI总线，最后将AXI总线转换成FPGA内部使用Local Bus。FPGA外围的控制逻辑以及FPGA内部的控制逻辑均挂载在LocalBus上，方便扩展控制，并形成统一的地址编制，以简化驱动软件设计。
其中，FPGA芯片200与QAM调制芯片300、射频放大模块400之间可采用SPI总线或I/O数据总线进行通讯，并不局限。
具体的，当采用SPI总线进行通讯时，为提供一定程度的灵活性以及降低FPGA芯片200的资源占用率，FPGA芯片200采用在内部设计3个寄存器的方式实现SPI接口电路，分别为地址寄存器、数据寄存器和控制寄存器。
可选地，参见图2，所述QAM调制器还包括：与FPGA芯片200相连的FLASH芯片500。本实施例通过为FPGA芯片200配备并行的FLASH芯片500，保证了在断电的情况也能保存数据。其中，FLASH芯片500主要用来保存一些重要的配置信息。
综上所述，本发明公开的QAM调制器改用PCIe接口技术与服务器进行通讯。相较于现有技术采用的ASI接口技术或IP接口技术，PCIe接口技术具有数据传输效率高、扩展性好、可靠性强等特点，因而解决了现有技术存在的问题。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种QAM调制器，其特征在于，包括PCIe连接器、FPGA芯片、QAM调制芯片和射频放大模块，其中：
所述PCIe连接器用于直接插进服务器主板的PCIe插槽内，以接收服务器输出的控制指令和码流，并将其传送给所述FPGA芯片；
所述FPGA芯片与所述QAM调制芯片和所述射频放大模块相连，用于根据接收到的控制指令实现QAM调制器的参数配置功能，以及对接收到的码流进行信号处理后传送给所述QAM调制芯片；
所述QAM调制芯片用于对接收到的码流进行QAM调制；
所述射频放大模块与所述QAM调制芯片相连，用于对所述QAM调制芯片调制后的信号进行功率放大和输出。
2.根据权利要求1所述的QAM调制器，其特征在于，所述PCIe连接器的PCIe接口逻辑采用Xilinx的PCIe硬核实现。
3.根据权利要求1所述的QAM调制器，其特征在于，所述QAM调制器支持5种类型的QAM调制输出，分别是16QAM调制输出、32QAM调制输出、64QAM调制输出、128QAM调制输出和256QAM调制输出。
4.根据权利要求3所述的QAM调制器，其特征在于，每个所述QAM调制芯片200能够接收24路独立的VOD编码流，并通过本QAM调制芯片的接口实现多路码流的复用操作。
5.根据权利要求1所述的QAM调制器，其特征在于，所述FPGA芯片的片内总线设计采用Xilinx的AXI4片内总线及LocalBus。
6.根据权利要求1所述的QAM调制器，其特征在于，所述FPGA芯片与所述QAM调制芯片、所述射频放大模块之间采用SPI总线或I/O数据总线进行通讯。
7.根据权利要求6所述的QAM调制器，其特征在于，当所述FPGA芯片与所述QAM调制芯片、所述射频放大模块之间采用SPI总线进行通讯时，所述FPGA芯片采用在FPGA芯片200内部设计3个寄存器的方式实现SPI接口电路，分别为地址寄存器、数据寄存器和控制寄存器。
8.根据权利要求1所述的QAM调制器，其特征在于，还包括：与所述FPGA芯片相连的FLASH芯片。
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