一种基于ZYNQ的开放式多通道数字收发组件和方法与流程

一种基于zynq的开放式多通道数字收发组件和方法
技术领域
1.本发明涉及数字收发组件技术领域。更具体地，涉及一种基于zynq的开放式多通道数字收发组件和方法。


背景技术：

2.以前的数字收发组件，发射通道只能输出固定的几种的波形，接收通道的抽取与滤波器系数也无法灵活更新，而且更新程序费时费力。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种基于zynq的开放式多通道数字收发组件和方法。以解决现有技术存在的问题中的至少一个。
4.为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
5.第一方面，本发明提供了一种基于zynq的开放式多通道数字收发组件，包括：
6.zynq系统、多通道adc和多通道dac；
7.其中，所述zynq系统包括：ps模块、pl模块和axi总线模块；
8.所述ps模块用于接收远程控制信号，并对接收到的远程控制信号进行计算和提取得到控制信息和波形数据，再通过所述axi总线模块将所述控制信息以及波形数据发送给所述pl模块；
9.所述pl模块用于接收输入时钟信号，并根据接收的控制信息对来自所述多通道adc的数据进行数字下变频及预处理，并将经过处理后的数据打包输出；所述pl模块还用于对接收到的波形数据进行调制，并将调制后的波形数据发送给所述多通道dac；
10.所述axi总线模块为ps模块和pl模块之间的数据传输通道。
11.在一个具体实施例中，
12.所述多通道adc用于接收所述输入时钟信号以及输入中频信号并将所述输入中频信号转换为数字信号发送给所述pl模块；
13.所述多通道dac用于将接收到的所述调制后的波形数据转换成中频信号输出。
14.在一个具体实施例中，
15.所述组件还包括存储模块；
16.所述ps模块包括：数字下变频滤波器系数计算模块、幅相系数计算模块和待发射波形数据接收模块；
17.所述数字下变频滤波器系数计算模块用于根据接收到的远程控制信号，通过计算得到滤波器系数，并通过axi总线模块发送给所述pl模块；
18.所述幅相系数计算模块用于根据接收到的远程控制信号，通过计算得到幅度和相位信息，并通过axi总线模块发送给所述pl模块；
19.所述待发射波形数据接收模块用于从所述远程控制信号中接收波形数据，并通过axi总线模块发送给所述pl模块；
20.所述待发射波形数据接收模块还用于将所述波形数据发送给存储模块，写入对应的存储地址。
21.在一个具体实施例中，
22.所述pl模块包括：波形产生模块、幅相调整模块；
23.所述波形产生模块用于接收所述波形数据，并将所述波形数据发送给所述幅相调整模块；
24.所述幅相调整模块用于接收所述幅度和相位信息，以及来自所述波形产生模块发送的波形数据，根据所述幅度和相位信息对接收到的波形数据进行幅度调制和相位调制，并将调制后的波形数据发送给所述多通道dac。
25.在一个具体实施例中，
26.所述ps模块还包括：监测数据发送模块以及程序远程更新模块；
27.所述监测数据发送模块用于从ps模块和pl模块中收集组件当前运行状态数据，组成监测数据，并发送出去；
28.所述程序远程更新模块用于从所述远程控制信号中接收zynq系统的程序数据，并将所述程序数据发送给存储模块，写入对应的存储地址。
29.在一个具体实施例中，
30.所述pl模块还包括：
31.数字下变频模块、数据预处理模块以及数据打包发送模块；
32.所述数字下变频模块用于接收所述滤波器系数、幅度和相位信息以及来自多通道adc的数字信号，并对接收到的数据进行数字下变频处理发送给所述数据预处理模块；
33.所述数据预处理模块用于将接收到的数据进行预处理后发送给所述数据打包发送模块；
34.所述数据打包发送模块用于将接收到的数据打包发送输出。
35.第二方面，本发明还提供了一种利用第一方面提供的组件进行数字收发的方法，包括
36.所述ps模块接收远程控制信号，并对接收到的远程控制信号进行计算和提取得到控制信息和波形数据，再通过所述axi总线模块将所述控制信息以及波形数据发送给所述pl模块；
37.所述pl模块接收输入时钟信号，并根据接收的控制信息对来自所述多通道adc的数据进行数字下变频及预处理，并将经过处理后的数据打包输出；所述pl模块还对接收到的波形数据进行调制，并将调制后的波形数据发送给所述多通道dac。
38.在一个具体实施例中，所述方法还包括：
39.所述多通道adc接收所述输入时钟信号以及输入中频信号并将所述输入中频信号转换为数字信号发送给所述pl模块；
40.所述多通道dac将接收到的所述调制后的波形数据转换成中频信号输出。
41.在一个具体实施例中，
42.所述组件还包括存储模块；
43.所述ps模块包括：数字下变频滤波器系数计算模块、幅相系数计算模块和待发射波形数据接收模块；
44.所述方法还包括：
45.所述数字下变频滤波器系数计算模块根据接收到的远程控制信号，通过计算得到滤波器系数，并通过axi总线模块发送给所述pl模块；
46.所述幅相系数计算模块根据接收到的远程控制信号，通过计算得到幅度和相位信息，并通过axi总线模块发送给所述pl模块；
47.所述待发射波形数据接收模块从所述远程控制信号中接收波形数据，并通过axi总线模块发送给所述pl模块；
48.所述待发射波形数据接收模块还将所述波形数据发送给存储模块，写入对应的存储地址。
49.在一个具体实施例中，
50.所述pl模块包括：波形产生模块、幅相调整模块；
51.所述方法还包括：
52.所述波形产生模块接收所述波形数据，并将所述波形数据发送给所述幅相调整模块；
53.所述幅相调整模块接收所述幅度和相位信息，以及来自所述波形产生模块发送的波形数据，根据所述幅度和相位信息对接收到的波形数据进行幅度调制和相位调制，并将调制后的波形数据发送给所述多通道dac。
54.本发明的有益效果如下：
55.本发明提供一种基于zynq的开放式多通道数字收发组件和方法，实现了开放式多通道数字收发组件，在zynq系统内实现数字下变频滤波器系数计算模块、幅相系数计算模块、待发射数据接收模块，不仅可以远程更新数字下变频中的滤波器系数、远程更新待发射的波形数据，而且可以远程更新组件的程序，实现开放式收发系统，提高组件的调试效率，降低维护难度。
附图说明
56.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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。
57.图1示出根据本发明一个实施例的基于zynq的开放式多通道数字收发组件示意图。
58.图2示出根据本发明一个实施例的利用基于zynq的开放式多通道数字收发组件进行数字收发的方法流程图。
具体实施方式
59.为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
60.第一实施例
61.如图1所示，本发明的一个实施例公开了一种基于zynq的开放式多通道数字收发组件，包括：
62.zynq系统1、多通道adc(模数转换器)6和多通道dac(数模转换器)5；
63.其中，所述zynq系统包括：ps模块2、pl模块3和axi总线模块4；
64.所述ps模块用于接收远程控制信号，并对接收到的远程控制信号进行计算和提取得到控制信息和波形数据，再通过所述axi总线模块将所述控制信息以及波形数据发送给所述pl模块；
65.所述pl模块用于接收输入时钟信号，并根据接收的控制信息对来自所述多通道adc的数据进行数字下变频及预处理，并将经过处理后的数据打包输出；所述pl模块还用于对接收到的波形数据进行调制，并将调制后的波形数据发送给所述多通道dac。
66.在一个具体实施例中，本领域技术人员可知，pl模块本质上就是fpga可编程逻辑器。所述axi总线模块的功能为：作为ps模块和pl模块之间的数据传输通道。
67.在本实施例中，所述多通道adc用于接收所述输入时钟信号以及输入中频信号并将所述输入中频信号转换为数字信号发送给所述pl模块；所述多通道dac用于将接收到的所述调制后的波形数据转换成中频信号输出。
68.在一个具体实施例中，所述组件还包括存储模块7；具体的，存储模块可以存储波形数据、数字下变频滤波器系数、组件的程序代码等数据。
69.所述ps模块包括：数字下变频滤波器系数计算模块8、幅相系数计算模块9和待发射波形数据接收模块10；
70.所述数字下变频滤波器系数计算模块用于根据接收到的远程控制信号，通过计算得到滤波器系数，并通过axi总线模块发送给所述pl模块；
71.所述幅相系数计算模块用于根据接收到的远程控制信号，通过计算得到幅度和相位信息，并通过axi总线模块发送给所述pl模块；
72.所述待发射波形数据接收模块用于从所述远程控制信号中接收波形数据，并通过axi总线模块发送给所述pl模块；
73.所述待发射波形数据接收模块还用于将所述波形数据发送给存储模块，写入对应的存储地址。
74.在本实施例中，所述ps模块还包括：监测数据发送模块11以及程序远程更新模块12；
75.所述监测数据发送模块用于从ps模块和pl模块中收集组件当前运行状态数据，组成监测数据，并发送出去；
76.所述程序远程更新模块用于从所述远程控制信号中接收zynq系统的程序数据，并将所述程序数据发送给存储模块，写入对应的存储地址。
77.在一个具体实施例中，所述pl模块包括：波形产生模块13、幅相调整模块14；
78.所述波形产生模块用于接收所述波形数据，产生波形，并将所述波形数据发送给所述幅相调整模块；
79.所述幅相调整模块用于接收所述幅度和相位信息，以及来自所述波形产生模块发送的波形数据，根据所述幅度和相位信息对接收到的波形数据进行幅度调制和相位调制，并将调制后的波形数据发送给所述多通道dac，最终输出中频信号。
80.在本实施例中，所述pl模块还包括：数字下变频模块15、数据预处理模块16以及数据打包发送模块17；
81.所述数字下变频模块用于接收所述滤波器系数、幅度相位系数(即幅度和相位信息)以及来自多通道adc的数字信号，并对接收到的数据进行数字下变频处理发送给所述数据预处理模块；
82.所述数据预处理模块用于将接收到的数据进行预处理后发送给所述数据打包发送模块；
83.所述数据打包发送模块用于将接收到的数据进行数据打包发送输出。
84.在本示例，本发明的输入时钟信号与pl模块、多通道adc、多通道dac的时钟输入端连接；ps模块外接控制接口，组件的输入远程控制信号与ps模块中的数字下变频滤波器系数计算模块、幅相系数计算模块、待发射波形数据接收模块、程序远程更新模块的输入接口连接；数字下变频滤波器系数计算模块、幅相系数计算模块的数据输出接口与axi总线模块的数据接口连接；待发射波形数据接收模块的数据输出接口同时与axi总线模块的数据接口、存储模块的数据接口连接；程序远程更新模块的数据输出接口与存储模块的数据接口连接。监测数据发送模块的数据输入接口为ps模块、pl模块中的所有模块，输出接口作为组件的监测数据输出接口。
85.波形产生模块、幅相调整模块、数字下变频模块、数据预处理模块、数据打包发送模块的控制信号输入接口为axi总线模块；波形产生模块的数据输入接口为axi总线模块，数据输出接口与幅相调整模块的数据输入接口连接；幅相调整模块的幅度相位系数接口与axi总线模块连接；幅相调整模块的数据输出接口与多通道dac的数据接口连接；多通道dac的输出端作为组件的中频信号输出端。
86.组件的中频信号输入端与多通道adc的输入端连接；多通道adc的数据输出接口与数字下变频模块的数据输入接口连接；数字下变频模块的滤波器系数接口、幅度相位系数接口与axi总线模块连接；数字下变频模块的数据输出接口与数据预处理模块的数据输入接口连接；数据预处理模块的数据输出接口与数据打包发送模块的数据输入接口连接；数据打包发送模块的数据输出接口作为组件的数据输出接口。
87.本发明的一种基于zynq的开放式多通道数字收发组件加电后，数字下变频滤波器系数计算模块从输入的远程控制信号中接收并计算当前需要使用的滤波器系数，经过axi总线模块后输出到数字下变频模块。幅相系数计算模块从输入的远程控制信号中接收并计算当前接收通道、发射通道的幅度、相位补偿值，经过axi总线模块后输出到幅相调整模块、数字下变频模块；待发射波形数据接收模块从输入的远程控制信号中接收波形数据，写入存储模块、同时经过axi总线模块后输出到波形产生模块，再通过幅相调整模块进行幅度调制、相位调制之后输出到多通道dac，并最终输出中频信号。组件的输入中频信号经过多通道adc变为数字信号，再经过数字下变频模块以及数据预处理模块分别进行数字下变频与预处理，预处理后的数据再经过数据打包发送模块打包发送输出。
88.本发明实现了开放式多通道数字收发组件，在zynq系统内实现数字下变频滤波器系数计算模块、幅相系数计算模块、待发射数据接收模块，不仅可以远程更新数字下变频中的滤波器系数、远程更新待发射的波形数据，而且可以远程更新组件的程序，实现开放式收发系统，提高组件的调试效率，降低维护难度。
89.第二实施例
90.如图2所示，本发明的一个实施例还公开了一种利用第一实施例提供的组件进行数字收发的方法，包括
91.所述ps模块接收远程控制信号，并对接收到的远程控制信号进行计算和提取得到控制信息和波形数据，再通过所述axi总线模块将所述控制信息以及波形数据发送给所述pl模块；
92.所述pl模块接收输入时钟信号，并根据接收的控制信息对来自所述多通道adc的数据进行数字下变频及预处理，并将经过处理后的数据打包输出；所述pl模块还对接收到的波形数据进行调制，并将调制后的波形数据发送给所述多通道dac，所述axi总线模块为ps模块和pl模块之间的数据传输通道。
93.在一个具体实施例中，所述方法还包括：
94.所述多通道adc接收所述输入时钟信号以及输入中频信号并将所述输入中频信号转换为数字信号发送给所述pl模块；
95.所述多通道dac将接收到的所述调制后的波形数据转换成中频信号输出。
96.在一个具体实施例中，
97.所述组件还包括存储模块；
98.所述ps模块包括：数字下变频滤波器系数计算模块、幅相系数计算模块和待发射波形数据接收模块；
99.所述方法还包括：
100.所述数字下变频滤波器系数计算模块根据接收到的远程控制信号，通过计算得到滤波器系数，并通过axi总线模块发送给所述pl模块；
101.所述幅相系数计算模块根据接收到的远程控制信号，通过计算得到幅度和相位信息，并通过axi总线模块发送给所述pl模块；
102.所述待发射波形数据接收模块从所述远程控制信号中接收波形数据，并通过axi总线模块发送给所述pl模块；
103.所述待发射波形数据接收模块还将所述波形数据发送给存储模块，写入对应的存储地址。
104.在一个具体实施例中，
105.所述pl模块包括：波形产生模块、幅相调整模块；
106.所述方法还包括：
107.所述波形产生模块接收所述波形数据，并将所述波形数据发送给所述幅相调整模块；
108.所述幅相调整模块接收所述幅度和相位信息，以及来自所述波形产生模块发送的波形数据，根据所述幅度和相位信息对接收到的波形数据进行幅度调制和相位调制，并将调制后的波形数据发送给所述多通道dac，最终输出中频信号。
109.本发明提供的方法不仅可以远程更新数字下变频中的滤波器系数、远程更新待发射的波形数据，而且可以远程更新组件的程序，实现开放式收发系统，提高组件的调试效率，降低维护难度。
110.显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对
本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。