CN111339008A - Vpx平台架构综合射频系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出的一种VPX平台架构综合射频系统，旨在提供一种具备可扩展、可重构、可升级的综合射频系统。本发明通过下述技术方案予以实现：综合信道单元完成模拟射频信号和模拟中频信号的相互转换；综合采样单元将综合信道单元输出的模拟中频信号通过ADC采样变换为数字中频信号，并通过总线将数字中频信号发送给综合信号处理单元；综合信号处理单元通过RapidIO接口接收综合采样单元的数字中频信号，完成数字中频信号数字信号处理，同时将编码、调制后的数字中频信号发送给综合采样单元变换为模拟中频信号，模拟中频信号送综合信道单元；综合采样单元选择不同的端口完成数字中频信号的收发，实现射频模拟信号与数字处理资源间的任意组合。

Description

VPX平台架构综合射频系统
技术领域
本发明涉及一种基于VPX平台架构的综合射频系统设计方法，运用于小型化通信设备测量系统中，使用一种VPX平台架构综合射频系统设计方法，使平台测量系统终端设备具备可扩展、可重构、可升级等特性。
背景技术
随着无线测控技术的快速发展，航天测控、导航等功能的不断丰富和完善，在提升测控可靠性的同时也带来了射频设备数量增多、设备间电磁环境复杂、系统体积庞大、测试操作维护工作量大、人员需求多等困难。这种分布式射频传感器功能独立，各种功能都有着自己独立的配套设备，模块化程度低,重量和体积都相对较大，并且造价高、集成性比较差，很难对其升级或者改进，不能适应当前信息化技术快速发展的趋势。随着科技的进步，科学家提出采用模块化、开放式、可重构的射频传感器系统体系架构,并结合功能控制与资源管理调度算法、软件,同时实现雷达、通信、导航、识别等多种射频功能,这就是综合射频技术。这一设备采用了模块化和开放式系统体系架构，并且配合使用功能控制和资源管理调度方法与软件，有效实现了雷达、通信系统、导航等多种射频功能的综合。此技术有效实现了射频模块的实施控制和资源共享、管理和分配。实现了通过一个射频模块能够构建出一个兼有多种功能的综合射频电子系统，降低了系统的成本、重量，同时使得失效率得到了控制。
射频综合的目的是降低成本，重量和体积，同时可用性和可靠性也得到提高。射频综合将采用模块化、标准化的设计方法，把各个子系统的各种功能重新划分、组合,将传感器前端组件，信号处理组件和数据处理组件等组成具有资源共享,可重构和通用化的新型系统。这些系统在系统软件的控制管理下可实时完成各种任务,实现高性能的雷达,通信,导航,探测,跟踪与识别功能。
VPX标准起源于VME总线标准，其出发点是应用于计算机的服务器领域，因其良好的机械特性，后续广泛应用于工业控制领域，并迅速扩展至整个嵌入式系统领域。VPX架构主要用于如雷达、声呐、视频图像处理、智能信号处理等方向，是嵌入式系统的主流架构之一。VPX架构具备开放性、可扩展、可升级等特点，具备完整的工业体系支撑和完善的标准体系支持，是综合射频系统重要的技术发展方向。
VPX架构符合了模块化通信装备发展对硬件平台架构的需求，同时，该架构是一种标准的平台架构。由于VPX架构出发点是应用于计算机的服务器领域，传统VPX架构主要用于解决数字处理模块间和模块内部的数据交换需求，并采用了高速差分总线。VPX基本规范为模块和背板的物理特征提供了一些公共属性定义，扩展规范则覆盖了串行交换架构的实现规范。VPX背板规范中规定了VPX背板尺寸要求、连接器、电源分配、地理寻址、其它必须的连接（JTAG、系统参考时钟、非易失存储器写保护、用于系统管理的3.3Ｖ辅助电源、系统复位）以及串行收发连接等内容。VPX引入混合背板的概念，不要求所有的插槽都符合VPX背板规范，允许插槽支持其它规范的板卡。并在后面板输入输出增加了诸多通用I/O接口。VPX通过提供高性能系统背板、互连接插件、板卡封装以及完备的散热和加固性，支持多核处理器、大型可编程器件等，使得平台具有支持高密度运算的能力。由于平台测量系统设备除数字处理部件外还配备有收发信道、功放等模拟电路，因此需要对传统VPX架构进行改进以适应综合射频系统设计要求。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足之处，提供一种具备可扩展、可重构、可升级等特性，采用VPX标准，能适用于平台测量系统的VPX平台架构综合射频系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种VPX平台架构综合射频系统，包括：连接在CAN总线上的综合电源模块，通过CAN总线互联在综合采样单元与综合接口单元之间的N个综合信道单元和n个综合信号处理单元，其特征在于：综合接口单元通过CAN总线管理综合信道单元和综合信号处理单元，综合接口处理单元隔离综合射频系统内部信号与外部信号，通过RapidIO、、CAN总线接口与各功能模块互联，并作为中心交换节点建立任意功能模块间的数据通信链路，完成所有对外低频数字接口处理，并将外部数据格式转换为综合射频系统内部数据格式；综合信道单元完成模拟射频信号和模拟中频信号的相互转换；综合采样单元将综合信道单元输出的模拟中频信号通过ADC采样处理后变换为数字中频信号，并通过RapidIO总线将数字中频信号发送给综合信号处理单元；综合信号处理单元通过RapidIO接口接收综合采样单元输出的数字中频信号，完成数字中频信号数字信号处理，同时将编码、调制后的数字中频信号发送给综合采样单元变换为模拟中频信号，模拟中频信号送综合信道单元；综合采样单元设计为具有中心交换能力，利用中心交换能力，选择不同的RapidIO端口完成数字中频信号的收发，实现射频模拟信号与数字处理资源间的任意组合.
本发明具有如下有益效果：
具备在线重构能力。本发明综合接口处理单元通过RapidIO总线、差分信号线LVDS（Low-Voltage Differential Signaling,低电压差分信号）、控制器局域网络CAN(Controller Area Network,简称:CAN总线或CAN-bus)总线接口与各功能模块互联，并作为中心交换节点建立任意功能模块间的数据通信链路，可实现数据在任意功能模块间的流通。本发明通过综合采样单元实现模拟信号处理与数字信号处理的隔离，通过综合采样单元的中心交换能力将数字中频信号通过RapidIO接口指定给任意综合信号处理单元，实现射频模拟信号与数字处理资源间的任意互联。因此本发明提供的综合射频系统可重构能力强，具备在线重构能力。
具备可扩展、可升级性。本发明通过综合接口处理单元隔离了系统内、外部低频信号，实现了传感器功能与外部系统的分离，当增加新的传感器功能时只需要通过综合接口处理单元增加相应的处理通道，已有的传感器功能可保持软、硬件一致。因此本发明提供的综合射频系统可扩展性好，继承性强，某个传感器进行升级改进不影响其它传感器功能。
费效比高。本发明通过综合采样单元隔离了模拟电路和数字信号处理电路，通过综合接口处理单元隔离了内部传感器与外部系统接口。通过两个隔离，综合信号处理单元可采用通用化设计，通过标准模块的批量生产降低研发费用，减少研发时间，效费比大大提高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本专利进一步说明。
图1是本发明基于VPX平台架构的综合射频系统原理示意图。
具体实施方式
参阅图1。在以下描述的实施例中，一种VPX平台架构综合射频系统，包括：连接在CAN总线上的综合电源模块，通过CAN总线互联在综合采样单元与综合接口单元之间的N个综合信道单元和n个综合信号处理单元，其中：通过CAN总线互联的不同功能单元，包括综合电源、综合接口处理单元、综合采样单元、综合信号处理单元和综合信道单元，并分别通过RapidIO总线、差分信号线LVDS、控制器局域网络CAN总线互联建立数据通信链路。综合接口处理单元通过RapidIO、LVDS、CAN总线接口与上述各功能模块互联，由综合接口处理单元统一管理。综合电源模块为各模块提供电源。综合接口处理单元具备中心交换能力，通过软件设置完成内部数据传输路径规划，实现任意功能模块间的数据通信。
综合接口处理单元具备中心交换能力，采用FPGA实现，通过FPGA代码实现中心交换能力，通过软件设置完成内部数据传输路径规划，实现任意功能模块间的数据通信，通过软件设置完成数字中频信号的传输路径规划。
综合采样单元包括以隔离模拟信号处理电路的综合信道单元和以与采用数字信号处理电路的综合信号处理单元。
综合接口处理单元隔离综合射频系统内部信号与外部信号，通过RapidIO、LVDS、CAN总线接口与各功能模块互联，并作为中心交换节点建立任意功能模块间的数据通信链路，完成所有对外低频数字接口处理，并将外部数据格式转换为综合射频系统内部数据格式；综合采样单元将综合信道单元输出的模拟中频信号通过ADC采样处理后变换为数字中频信号，并通过RapidIO总线将数字中频信号发送给综合信号处理单元；综合信号处理单元通过RapidIO接口接收综合采样单元输出的数字中频信号，完成数字中频信号数字信号处理，同时将编码、调制后的数字中频信号发送给综合采样单元变换为模拟中频信号，模拟中频信号送综合信道单元；综合采样单元设计为具有中心交换能力，利用中心交换能力，选择不同的RapidIO端口完成数字中频信号的收发，实现射频模拟信号与数字处理资源间的任意组合。
综合采样单元采用FPGA实现，通过FPGA代码实现中心交换能力，通过软件设置完成数字中频信号的传输路径规划，选择不同的RapidIO端口完成数字中频信号的收发，实现射频模拟信号与数字处理资源间的任意组合。
综合信号处理单元具备统一接口，采用相同的硬件电路。综合信号处理单元接收综合采样单元输入的数字中频信号，根据系统配置调用不同的信号处理程序，完成信号处理后将处理结果通过RapidIO总线送给综合接口处理单元。综合信号处理单元接收综合接口处理单元通过RapidIO总线发送的数据，完成数据的编码、调制等处理后将数字中频信号通过RapidIO总线发送给综合采样单元，由综合采样单元完成数字信号到模拟信号的转换。
综合信道单元通过内部变频电路实现模拟信号的上下变频处理，并通过CAN总线接受综合接口处理单元的管理和配置。
以上所述为本发明较佳实施例，应该注意的是上述实施例对本发明进行说明，然而本发明并不局限于此，并且本领域技术人员在脱离所附权利要求的范围情况下可设计出替换实施例。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种VPX平台架构综合射频系统，包括：连接在CAN总线上的综合电源模块，通过CAN总线互联在综合采样单元与综合接口单元之间的N个综合信道单元和n个综合信号处理单元，其特征在于：综合接口单元通过CAN总线管理综合信道单元和综合信号处理单元，综合接口处理单元隔离综合射频系统内部信号与外部信号，通过RapidIO、、CAN总线接口与各功能模块互联，并作为中心交换节点建立任意功能模块间的数据通信链路，完成所有对外低频数字接口处理，并将外部数据格式转换为综合射频系统内部数据格式；综合信道单元完成模拟射频信号和模拟中频信号的相互转换；综合采样单元将综合信道单元输出的模拟中频信号通过ADC采样处理后变换为数字中频信号，并通过RapidIO总线将数字中频信号发送给综合信号处理单元；综合信号处理单元通过RapidIO接口接收综合采样单元输出的数字中频信号，完成数字中频信号数字信号处理，同时将编码、调制后的数字中频信号发送给综合采样单元变换为模拟中频信号，模拟中频信号送综合信道单元；综合采样单元设计为具有中心交换能力，利用中心交换能力，选择不同的RapidIO端口完成数字中频信号的收发，实现射频模拟信号与数字处理资源间的任意组合。
2.按权利要求1所述的VPX平台架构综合射频系统，其特征在于：通过CAN总线互联的不同功能单元，包括综合电源、综合接口处理单元、综合采样单元、综合信号处理单元和综合信道单元，并分别通过RapidIO总线、差分信号线LVDS、控制器局域网络CAN总线互联建立数据通信链路。
3.按权利要求1所述的VPX平台架构综合射频系统，其特征在于：综合接口处理单元通过RapidIO、LVDS、CAN总线接口与上述各功能模块互联，由综合接口处理单元统一管理。
4.按权利要求1所述的VPX平台架构综合射频系统，其特征在于：综合接口处理单元具备中心交换能力，采用FPGA实现，通过FPGA代码实现中心交换能力，通过软件设置完成内部数据传输路径规划，实现任意功能模块间的数据通信，通过软件设置完成数字中频信号的传输路径规划。
5.按权利要求1所述的VPX平台架构综合射频系统，其特征在于：综合采样单元包括以隔离模拟信号处理电路的综合信道单元和以与采用数字信号处理电路的综合信号处理单元。
6.按权利要求1所述的VPX平台架构综合射频系统，其特征在于：综合信号处理单元具备统一接口，采用相同的硬件电路。
7.按权利要求1所述的VPX平台架构综合射频系统，其特征在于：综合信号处理单元接收综合采样单元输入的数字中频信号，根据系统配置调用不同的信号处理程序，完成信号处理后将处理结果通过RapidIO总线送给综合接口处理单元。
8.按权利要求1所述的VPX平台架构综合射频系统，其特征在于：综合信号处理单元接收综合接口处理单元通过RapidIO总线发送的数据，将完成编码、调制处理后的数字中频信号，通过RapidIO总线发送给综合采样单元，综合采样单元完成数字中频信号到模拟中频信号的转换。
9.按权利要求1所述的VPX平台架构综合射频系统，其特征在于：综合信道单元通过内部变频电路实现模拟信号的上、下变频处理，并通过CAN总线接受综合接口处理单元的管理和配置。
10.按权利要求1所述的VPX平台架构综合射频系统，其特征在于：综合信号处理单元接收综合接口处理单元通过RapidIO总线发送的数据，将完成编码、调制处理后的数字中频信号，通过RapidIO总线发送给综合采样单元，综合采样单元完成数字中频信号到模拟中频信号的转换；综合信道单元通过内部变频电路实现模拟信号的上、下变频处理，并通过CAN总线接受综合接口处理单元的管理和配置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112285530A (zh) * 2020-09-28 2021-01-29 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） Vpx高速信号板通用测试装置
CN114050838A (zh) * 2021-10-30 2022-02-15 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） 100Gbps带宽RapidIO信号源
CN114567899A (zh) * 2022-03-14 2022-05-31 中科南京移动通信与计算创新研究院 基于vpx架构的终端检测装置及信号处理方法
CN115793551A (zh) * 2023-02-08 2023-03-14 中国电子科技集团公司第十研究所 航天电子载荷超大规模多功能综合化处理平台

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070171708A1 (en) * 2005-12-28 2007-07-26 Tedrow Kerry D Multi-level memory cell sensing
US20070226795A1 (en) * 2006-02-09 2007-09-27 Texas Instruments Incorporated Virtual cores and hardware-supported hypervisor integrated circuits, systems, methods and processes of manufacture
CN106533457A (zh) * 2016-11-29 2017-03-22 中国运载火箭技术研究院 一种无线通信综合系统及其实现方法
CN106571864A (zh) * 2016-10-28 2017-04-19 北京航天长征飞行器研究所 一种基于软件无线电的飞行器通用多模信息处理机
CN107919903A (zh) * 2017-11-21 2018-04-17 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种基于vpx架构的多模式卫星通信装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070171708A1 (en) * 2005-12-28 2007-07-26 Tedrow Kerry D Multi-level memory cell sensing
US20070226795A1 (en) * 2006-02-09 2007-09-27 Texas Instruments Incorporated Virtual cores and hardware-supported hypervisor integrated circuits, systems, methods and processes of manufacture
CN106571864A (zh) * 2016-10-28 2017-04-19 北京航天长征飞行器研究所 一种基于软件无线电的飞行器通用多模信息处理机
CN106533457A (zh) * 2016-11-29 2017-03-22 中国运载火箭技术研究院 一种无线通信综合系统及其实现方法
CN107919903A (zh) * 2017-11-21 2018-04-17 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种基于vpx架构的多模式卫星通信装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ZHENG D等: ""Technical Specifications of the VPX Bus and Its Application"", 《FIRE CONTROL RADAR TECHNOLOGY》 *
高媛等: ""基于VPX总线的无线电指令收发测试系统设计"", 《计算机测量与控制》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112285530A (zh) * 2020-09-28 2021-01-29 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） Vpx高速信号板通用测试装置
CN114050838A (zh) * 2021-10-30 2022-02-15 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） 100Gbps带宽RapidIO信号源
CN114050838B (zh) * 2021-10-30 2023-12-29 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） 100Gbps带宽RapidIO信号源
CN114567899A (zh) * 2022-03-14 2022-05-31 中科南京移动通信与计算创新研究院 基于vpx架构的终端检测装置及信号处理方法
CN114567899B (zh) * 2022-03-14 2023-12-19 中科南京移动通信与计算创新研究院 基于vpx架构的终端检测装置及信号处理方法
CN115793551A (zh) * 2023-02-08 2023-03-14 中国电子科技集团公司第十研究所 航天电子载荷超大规模多功能综合化处理平台
CN115793551B (zh) * 2023-02-08 2023-06-02 中国电子科技集团公司第十研究所 航天电子载荷超大规模多功能综合化处理平台

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