Главная » » На основании виртуальное проектирование
20:57
На основании виртуальное проектирование
Аннотация: Для решения радиолокационного тренажера использованием DSP технологий, аппаратного периферической сложности схем, человек-компьютер дизайн интерфейса сложных вопросов, использование чипа FPGA для управления способность разрабатывать гибкие и легко осуществлять интерактивные LabVIEW язык дизайна интерфейса, и т.д., используя Компьютер с PCI-564OR частоты NI карточка приемопередатчик данных, дизайн радиолокационных эхо симулятор. Ли Matlab моделирования на линейной частотной модуляцией, беспорядок, помехи и другие данные сигнала, запишите их через шину PCI совета ПЛИС, FPGA сроков контроля, D / A конверсия данные будут отправлены в целях достижения радиолокационных эхо моделирования сигналов. Экспериментальные результаты показывают, что тренажер имеет высокую степень гибкости и точности, и просто структура, гибкая. Дизайн радиолокационного тренажера сигнал для будущей форме Модульная конструкция ссылки.
Введение
Теперь, для радиолокационного обнаружения аналоговых сигналов обеспечить радиолокационных эхо симулятор за другим, в то время как подавляющее большинство компьютерный тренажер с использованием микро метра + цифровой обработки сигналов, устройства (DSP) + цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) способом. Этот подход имеет два недостатка, один не сильный контроль над DSP и периферической дизайн цепь комплекса; второе реализация этого проекта программное обеспечение базируется на языке С основе, но с языка C редактирования машины интерфейс, много времени. Однако, если использовать микро-компьютер + программируемое устройство логики (FPGA) + цифро-аналоговый преобразователь (DA), вы можете избежать этой проблемы, поэтому компании через компьютер с данными Н. И. PCL-5640R ЕСЛИ трансивер карту обратно пересечения поколения радиолокационных сигнал ПЧ, в этом осуществляется путем дизайн ДСП FPGA, имеет сильную способность контролировать дизайн более гибким; то же время, совет можно запрограммировать с помощью LabVIEW особенности, простой в использовании таких графический язык, и богатые части графика легко реализовать человеко-машинного интерфейса, можно решить выше две проблемы.
1 System Design
Тренажер основной компьютерной музыки и PCI-564OR частоты трансивера данных карты, блок-схема показана на рисунке 1.
Рисунок 1 системном блоке ци группа диаграмм
LabVIEW и других языках через компьютер отвечает за программирование ДСП FPGA и водитель управляет через царя PCL-5640R.
PCL-5640R ЕСЛИ трансивер данных в основном из интерфейса шины PCI карты, FPGA, цифровых чипов до преобразования AD9857, цифровой вниз преобразования чипа * AD6, памяти и вызвать цепь. FPGA модель для Xilinx Virtex-5 SX95T, 640 мультипликаторов, он не требует программирования Maxplus Ⅱ, и прямое использование программирования LabVIEW может быть повторно составлен; AD9857 имеет два 14 высокопроизводительных ЦАП, внутренние часы 200 МГц, Главная цифровой Upconverter, одного состава 50Ω выходное сопротивление; AD6 * имеет два L4-разрядных высокопроизводительных АЦП, внутренние часы 100 МГц, встроенный цифровой преобразователь частоты вниз, одного состава 50Ω входное сопротивление.
Если карта в главной роли системы является полный аналог ЕСЛИ выходной сигнал. Он может рассчитывать платы эхо данных с использованием высокоскоростных видео D / чип преобразуется в аналоговый видеосигнал также может быть использован на доске FPGA будет хранения Танами данных, а затем AD9857 квадратурных сигнала путем смешивания с IF D / A преобразователь частоты выхода эхо. Блок-схема показана на рисунке 2.
Рисунок 2 Схема Если карта
2 функция реализации
2,1 Функция
PCI-564OR Если карта через LabVIEW программирования для достижения своей функции, но и другие языки вызова процедур, таких как C, VC, LabWindows CVI и т.д., также могут быть рассчитаны с Matlab моделирования и беспорядок, такие как данные радиолокационного сигнала, Данные Matlab моделирования для создания эхо FPGA, PCI трансфер, FPGA для высокоскоростной поток данных буфера, разлуку, и снова в памяти хранения, и цифровые до преобразования в соответствии со сроками чип посылает соответствующих данных для получения цифровой чип апконверсии работы, необходимые сигналы управления. Окончательные данные будут видео-преобразования чип AD9857 IF эхо эха данных в аналоговые выходные данные.
Matlab моделирования симулятор быть хорошим эхо-сигнала хранится. , А затем продолжить петли выход. Требуется скорость передачи данных и складских помещений, просил тренажер должен быть в состоянии непрерывно обеспечивать эхо данных, не могут появляться периодически, работа должна быть стабильной и надежной.
2,2 PCL-5640R по программированию
2.2.1 дизайн
Общий дизайн программы и программы суб-Кю два FPGA программирования, основная программа отвечает за сбор данных, преобразование, а затем в ПЛИС, FPGA отвечает за дизайн в ПЛИС, память, хранения, данных и несколько, в том числе через D / A отправлено. Моделирования Matlab данных в виде текстовых документов, хранящихся в Ai, а путь через файл управления LabVIEW для загрузки, чтения и через LabVIEW программирования для преобразования данных, чтобы вписаться в PCL-5640R ЕСЛИ совета модуля FPGA и после преобразователя AD9857 выходных данных, а затем отдавать его FPGA. FPGA контроля данных, передаваемых по AD9857, окончательный выходной частоты эхо-сигналов. Проектирование программного обеспечения и FPGA дизайн подпрограммы основной дизайн программы, структуры показаны на рисунке 3, рис 4.
Главная структуры на рисунке 3
Рисунок 4 ПЛИС структуры программы
Трех модулей на рисунке 4 три регулярный цикл, когда они не в осуществлении порядке, каждый на определенном времени цикла.
2.2.2 Программирование
(1) основной дизайн
Главные идеи дизайна: Во-первых, начать PCL-5640R совета, а затем вызвать преобразование данных моделирования, а затем обработать данные в обработку FPGA, и непрерывно считывать данные с FPGA для мониторинга, есть ли переполнение, окончательные решения есть ли ошибка, если прерывание программы, если нет, то продолжать следить, есть ли переполнение, и за ошибки, программы показано на рисунке 5.
Рис 5 (а) путем контроля через моделирование данных считываются в основную программу, а затем конвертируется в 16 цифр, а затем через хост для FPGA. Контроль записи данных в программу FPGA. Рис 5 (б) в первый запуск в рамках программы логического управления в случае структуры FPGA, которая используется для сбора данных, а затем через цикл контролировать переполнение памяти и данные передаются на AO0 рот, и определить, следует ли остановить Наконец, FPGA и читать концу данных прекратить работу.
(2) FPGA программирования
FPGA Программа разделена на два, один в FPGA для установки / D и D / A конверсия, во-вторых, добавьте в памяти ПЛИС, данные, хранящиеся в памяти через память FIFO, а затем через данные FIFO в установление хороших AO0 рот, а затем данные, передаваемые. FPGA программирования показано на рисунке 6.
Рисунок 5 Основной дизайн
Рисунок 6 FPGA программирования
Рис 6 (а) Nl5640R Config АЦП и ЦАП NI5640R конфигурации используется для установки чипа FPGA / D и D / модулей программы конверсии, как модули PCL-5640R-конкретные, только его Лин параметры конфигурации линии может быть. Рис 6 (б) данные передаются через память FIFO в памяти, а затем путем вычисления адреса, прочитать адрес, а затем направлены в передаче обработки FIFO. Рис 6 (с) данные считываются из FIFO, то перевод в 14-значный AO0 рот.
2,3 экспериментальные результаты
Экспериментируйте, чтобы генерировать больше Представитель одной несущей частоты прямоугольного импульса сигнала, линейные FM сигнала и добавить симулятор шумов сигнала для тестирования функции генерации сигнала.
(1) одной несущей частоты прямоугольного импульса сигнала
Одной несущей частоты сигнала несущей частоты прямоугольных импульсов для, широтно-импульсной модуляцией синус импульсный сигнал ТП, может быть выражена следующим образом:
Где: Тг периода следования импульсов; прямоугольник (т / Тр), нормированные на сигнал комплексной огибающей.
(2) линейный сигнал FM
Линейные FM сигнала может быть выражена следующим образом:
Где: для для резонансной частоты; ТР, длительность импульса, Тг периода следования импульсов; K = S / Тр как чирпа; B для линейных FM пропускной способности сигнала.
(3) помех сигнала
Это моделирование Рэлея беспорядок, распределение амплитуды вероятностей для распределения Рэлея, спектр мощности для гауссовских спектра.
Наложение выше данных, сигнал данные носят смешанный характер. Смешанного сигнала данных в рамках программы LabVIEW для PCL-5610R Если карта. Выходного сигнала показано на рисунке 7.
Рисунок 7 гибридных сигналов
Смешанные период волны составляет 500 мкс, несущая частота 65МГц, длительность импульса 0,3 нам следует частота импульсов одной несущей, длительность импульса от 6 мкс доля щебечут сигналов и при ширине в 300 нас в группе беспорядка Рэлея Ци.
3 Заключение
Результаты показывают, что компьютер с NI PCI-5 640 г, если карта, с помощью программного обеспечения моделирования Matlab, в зависимости от потребностей для создания более реалистичной имитации радиолокационных эхо. Тренажер имеет гибкость и стабильность характеристик, которые могут генерировать сигналы по мере необходимости, звук голоса, шумы и помехи; то же время, совет через язык карт в рамках программирования LabVIEW FPGA для достижения своей функции, изменять параметры переконфигурировать FPGA, просто заполните соответствующее программное обеспечение составлен, чип повторно настроить, чтобы сэкономить время, и LabVIEW графических элементов управления для богатых человеко-машинного интерфейса дизайн и расширенные экономии времени. Эта статья призвана изучить моделирования радиолокационных сигналов взвесить новые способы, с точки зрения сигнала в реальном времени еще не достигнуто, FPGA может работать в полностью параллельной образом, чтобы большое количество расчетов в один такт; встретиться моделирование многоцелевой требованиям эксплуатации высокоскоростных, так что не трудно достичь в режиме реального времени.
