光纤接口数字波束形成处理器设计文献综述

 2022-11-14 17:26:55

文献综述

国内外发展历史:

对于处理器接口方面,多数计算机、嵌入式处理设备和通信设备采用并行总线。但随着芯片性能的增加和更大的带宽需求,采用多路并行总线结构的问题有[1]:码间干扰、信号偏移和直流偏置等,严重影响并行接口频率的提高和传输距离的增长。

而传统串行传输也有诸多限制。如:单端互连方式易受电磁干扰以及噪声影响,传输速率不高;采用含有源同步时钟信号的差分串行传输方式,传输速率很难超过1Gb/S/通道。故现阶段国内外更着眼于高速串行接口电路的研究[2-3],因而产生一系列高速串行技术,不仅带来更高的传输性能、更低的成本和更简化的设计,还节省资源,使PCB布线更简单。

对于数字波束形成方面,早期由于微处理器运算速度和 FPGA 逻辑门数量的限制,波束形成只能通过模拟器件实现[4-5],性能受器件和环境温度影响很大,且不易动态地改变波束指向。90年代初,Karaman Mustafa等人采用VLSI实现超声波成像系统中的波束形成器[6];Powell D G等人采取降低采样率的方法,用TMS320C25实现波束形成器[7]。随着处理器架构的不断升级,用FPGA实现数字多波束形成器成为新的研究热点。澳大利亚拉筹伯大学Salim等人用Virtex II系列采用FIR结构实现了基于多相滤波结构的数字波束形成器,采样率为 100MHz[8];加拿大魁北克大学Sarraf等人针对四阵元天线,用XC4VSX55 实现最大合并比(MAC)准则、最小均方准则(NC-LMS)两种算法的数字波束形成处理器[9]。哈尔滨工程大学的褚迎东等人用TMS320C5509A求解权值,再用FPGA实现数字波束形成[10]。中科院电子学研究所用基于FPGA的算法实现仅需一个最高频率采样时钟获取离散化数据的多宽带孔径雷达系统的数字接收技术[11]

研究成果

在FPGA高速光纤接口方面:

(1)基础概念:

Rocket I/O是一种高速串行收发器,采用差分线传输数据,可实现单工或全双工的数据传输。其中Xilinx V7系列GTX串行速度达12.5Gb/S,GTP达13.1Gb/s[12]。可选8B/10B编解码,可编程逗号检测等,使其适用于需要高速串行传输的场合。

PowerPC是一种RISC架构的CPU,浮点运算能力较强,有非常强的嵌入式表现[13]。现阶段性能已超过普通DSP芯片,且相较于DSP更适合并行处理。与FPGA相配合可以发挥很强作用。

(2)近年来的研究成果:

剩余内容已隐藏,您需要先支付 10元 才能查看该篇文章全部内容!立即支付

发小红书推广免费获取该资料资格。点击链接进入获取推广文案即可: Ai一键组稿 | 降AI率 | 降重复率 | 论文一键排版