Đang tải... (xem toàn văn)
Mục đích của đồ án nhằm tìm hiểu, nắm bắt công nghệ của thiết bị vô tuyến có cấu hình mềm, tìm hiểu và nắm được cách thiết kế một lõi vi điều khiển trong FPGA, từ đó kết hợp với các công cụ thiết kế và các thư viện sẵn có để tạo ra một lõi vi điều khiển đa năng có thể phát triển ứng dụng vào trong thiết bị vô tuyến có cấu hình mềm. Nội dung đồ án gồm 4 chương:Chương 1: Nghiên cứu về thiết bị vô tuyến có cấu hình mềm, phân tích những ưu nhược điểm so với các thiết bị vô tuyến truyền thống. Đồng thời chương này còn đi vào tìm hiểu một số giải pháp cho module xử lý trong thiết bị vô tuyến cấu hình mềm hiện nay.Chương 2: Tìm hiểu về cấu trúc phần cứng của các bộ xử lý đa năng làm cơ sở cho việc thiết kế.Chương 3: Giới thiệu về công nghệ, cách thiết kế trên FPGA. Khái quát đặc điểm một số ngôn ngữ lập trình phần cứng.Chương 4: Mô tả kiến trúc, các thành phần của lõi thiết kế. Kết quả mô phỏng và kết quả thực hiện trên bo mạch.
LỜI NÓI ĐẦU Vô tuyến cấu hình mềm là một lĩnh vực mới cho công nghiệp máy vô tuyến. Với lợi ích đem lại nó bắt đầu được áp dụng trong những sản phẩm thương mại và quân sự. Những đề xuất khả năng công nghệ đã cách mạng hoá việc thiết kế, sản xuất, triển khai và sử dụng những đường vô tuyến. Vô tuyến có cấu hình mềm bảo đảm tăng tính linh hoạt, mở rộng giới hạn phần cứng, chi phí thấp hơn và rút ngắn thời gian đưa ra thị trường. Với những thành tựu vượt bậc trong công nghệ vi điện tử một số hãng đã cho ra đời các bộ vi điều khiển có khả năng thực hiện những thuật toán xử lý tín phức tạp, tốc độ cao. Sự ra đời của các bộ xử lý tín hiệu đã đem lại một bước phát triển có tính nhảy vọt trong nhiều lĩnh vực: ra đa, vô tuyến, máy tính điện tử… Hiện nay với nhu cầu chuyên dụng hoá, tối ưu (thời gian, không gian, giá thành), bảo mật… ngày càng đồi hỏi khắt khe nên việc đưa ra công nghệ mới trong lĩnh vực chế tạo mạch điện tử để đáp ứng những yêu cầu trên là cần thiết và mang tính thực tế cao. Và trên cơ sở phát triển từ các PLA công nghệ FPGA đã ra đời. Hiện nay công nghệ FPGA đã được ứng dụng rất nhiều trong các thiết bị vô tuyến có cấu hình mềm, và nó đã thay thế được cho một số lượng rất lớn các mạch trong thiết bị vô tuyến so với trước đây: mạch lọc số, mạch điều chế và giải điều chế… và đặc biệt là các lõi vi xử lý. Điều đó cho phép những lợi ích rất lớn đặc biệt là trong lĩnh vực quân sự: kích thước trọng lượng của thiết bị nhỏ, năng lượng tiêu tốn ít, dễ dàng cho nâng cấp, thay thế … Mặc dù công nghệ FPGA đã xuất hiện nhưng đối với nước ta nó vẫn còn mới, do vậy việc làm chủ công nghệ FPGA là cần thiết. Nó không chỉ có ý nghĩa đối với các lĩnh vực điện tử viễn thông, công nghệ thông tin mà con có ý nghĩa đối với an ninh quốc phòng. Làm chủ công nghệ FPGA sẽ cho ta thiết kế những vi mạch riêng, những bộ xử lý riêng với tính mềm 3 dẻo cao và giá thành thấp. Với lý do trên, tôi thực hiện chọn đề tài của đồ án tôt ngiệp là: “Thiết kế module xử lý trong thiết bị vô tuyến cấu hình mềm dựa trên công nghệ FPGA”. Mục đích của đồ án nhằm tìm hiểu, nắm bắt công nghệ của thiết bị vô tuyến có cấu hình mềm, tìm hiểu và nắm được cách thiết kế một lõi vi điều khiển trong FPGA, từ đó kết hợp với các công cụ thiết kế và các thư viện sẵn có để tạo ra một lõi vi điều khiển đa năng có thể phát triển ứng dụng vào trong thiết bị vô tuyến có cấu hình mềm. Nội dung đồ án gồm 4 chương: Chương 1: Nghiên cứu về thiết bị vô tuyến có cấu hình mềm, phân tích những ưu nhược điểm so với các thiết bị vô tuyến truyền thống. Đồng thời chương này còn đi vào tìm hiểu một số giải pháp cho module xử lý trong thiết bị vô tuyến cấu hình mềm hiện nay. Chương 2: Tìm hiểu về cấu trúc phần cứng của các bộ xử lý đa năng làm cơ sở cho việc thiết kế. Chương 3: Giới thiệu về công nghệ, cách thiết kế trên FPGA. Khái quát đặc điểm một số ngôn ngữ lập trình phần cứng. Chương 4: Mô tả kiến trúc, các thành phần của lõi thiết kế. Kết quả mô phỏng và kết quả thực hiện trên bo mạch. Do kinh nhiệm thực tế còn hạn chế nên nội dung của đồ án không tránh khỏi những thiếu xót. Tôi rất mong sự góp ý, chỉ bảo của các thầy giáo và các bạn để sản phẩm của đồ án ngày càng hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! 4 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VÔ TUYẾN CẤU HÌNH MỀM Hệ thống vô tuyến cấu hình mềm Software Defined Radio (SDR) là một lĩnh vực mới cho công nghiệp máy vô tuyến. Với nhiều lợi ích đem lại cho thiết bị vô tuyến nên nó bắt đầu được áp dụng trong những sản phẩm thương mại và quân sự. Những đề xuất khả năng công nghệ đã cách mạng hoá việc thiết kế, sản xuất, triển khai và sử dụng những đường vô tuyến. SDR bảo đảm tăng tính linh hoạt, mở rộng giới hạn phần cứng, chi phí thấp hơn và rút ngắn thời gian đưa ra thị trường. Khái niệm vô tuyến cấu hình mềm được Joe Mitola đưa ra những năm 90 của thế kỉ 20. Tên gọi ban đầu của nó là “Software Radio” và ngoài ra còn có tên gọi khác như “Re-programmable radios” hay “Re-configurable radios” tức là thiết bị vô tuyến có thể tái cấu hình hay tái lập trình. 1.1 Tìm hiểu vô tuyến cấu hình mềm 1.1.1 Mở đầu về SDR Thế kỉ 20 đã chứng kiến sự bùng nổ của vô tuyến cấu hình cứng như là một phương tiện liên lạc cho tất cả các dạng thông tin âm thanh, hình ảnh truyền qua một khoảng cách dài. Phần lớn các máy vô tuyến cấu hình cứng có rất ít hoặc không có sự điều khiển bằng phần mềm; chúng được cố định về chức năng cho phần lớn các dịch vụ người sử dụng. Chúng có tuổi thọ ngắn và được thiết kế có thể được loại bỏ và thay thế. Với thiết bị vô tuyến cấu hình xác định (cấu hình cứng) thì chúng được tạo ra cho các chức năng xác định, công tác ở một số chế độ, dạng cụ thể, trong các điểu kiện cụ thể nào đó. Thời gian sử dụng của chúng theo đó cũng sẽ ngắn hơn do các linh kiện sử dụng sẽ hết tuổi thọ, do yêu cầu sử dụng thay đổi nhanh chóng mà phần cứng chưa thể thay đổi kịp theo. Chính vì lí do đó mà hiện nay các 5 thiết bị thông tin đang được nghiên cứu thay thế để khắc phục các nhược điểm này. Phiên bản đầu tiên của hệ thống vô tuyến cấu hình mềm được dùng cho các ứng dụng quân sự. Đó là hệ thống JSTR (Joint Tactacial Radio Systems): Hệ thống vô tuyến chiến thuật chung của Bộ Quốc phòng Mỹ. Các nhà chỉ huy quân đội cần có một hệ thống thông tin thông minh hơn, hoạt động đa dạng không chỉ ở một tần số, chế độ công tác khác nhau mà còn phải có mức độ an toàn cao hơn. Thiết bị vô tuyến đó cần phải được thiết kế để có thể sử dụng linh hoạt trong các điều kiện khác nhau, ở các quốc gia khác nhau với các tiêu chuẩn không đồng nhất. Chúng có thể kết nối với các mạng thông tin cơ bản tại quốc gia mà đội quân đó đang triển khai để tối ưu hoá việc kết nối. Chương trình đó đã có kết quả đầu tiên đó là sự ra đời của một hệ thống thiết bị vô tuyến chung. Hệ thống JSTR đầu tiên được thiết kế tương thích với 33 tiêu chuẩn và ngay sau đó là hơn 40 tiêu chuẩn truyền thông khác nhau. Sau thành công của ứng dụng trong quân sự thì các nhà sản xuất thiết bị, các công ty thương mại thấy đó là một lĩnh vực mới có thể mang lại lợi nhuận cao hơn nên đầu tư nghiên cứu phát triển các ứng dụng dân sự của SDR. Vô tuyến điều khiển bằng phần mềm. Các máy vô tuyến loại này được xây dựng sử dụng kỹ thuật bán dẫn số hiện đại. Mạch tích hợp bên trong các máy vô tuyến điều khiển bằng phần mềm cho phép kiểm soát giới hạn các chức năng được thể hiện bằng phần mềm. Ví dụ các chức năng kiểm soát bao gồm lập trình lại tần số, thay đổi các khoá mật, các phím và chuyển mạch có thể lập trình được. Tuy nhiên, các vô tuyến loại này không thể thay đổi các dạng điều chế hoặc băng tần hoạt động. Hầu hết các máy vô tuyến hiện đại ngày nay có thể được phân loại như là các máy vô tuyến được điều khiển bằng phần mềm. 6 SDR là một giao diện vô tuyến trong đó nhiều chuẩn mực thông tin vô tuyến được tích hợp lên một hệ thống thiết bị thu phát đơn lẻ. Trong một SDR, phần lớn các khối chức năng bao gồm các khối xử lí tín hiệu tần số vô tuyến được thực hiện bằng một module phần mềm và một khối xử lí tốc độ cao. Bằng cách này, một cấu trúc phần cứng có thể hỗ trợ đa chuẩn mực liên lạc vô tuyến mà không phải thay thế phần cứng. Trong SDR, xử lí trung tần số là cần thiết vì rất khó cho các mạch tương tự xử lí trung tần hỗ trợ tất cả các chuẩn mực cho các thiết bị vô tuyến khác nhau. Trước các yêu cầu về đa mục đích sử dụng của các thiết bị hiện nay và nhu cầu nâng cấp thiết bị đơn giản thì SDR là một sự đáp ứng tốt nhất. Vô tuyến cấu hình mềm nhìn chung liên quan tới một máy vô tuyến mà sự linh hoạt của nó nhận được thông qua phần mềm trong khi sử dụng nền tảng phần cứng tĩnh. Mặt khác, một vô tuyến mềm bao hàm một vô tuyến cấu hình hoàn toàn mà có thể được lập trình bằng phần mềm để tái cấu hình phần cứng vật lí. Nói cách khác, cùng một loại phần cứng có thể được thay đổi để biểu diễn các chức năng khác nhau tại các thời điểm khác nhau, cho phép phần cứng phù hợp với những ứng dụng. SDR khác với vô tuyến được điều khiển bằng phần mềm là các chip DSP được sử dụng để tạo ra rất nhiều các kiểu điều chế, các bộ lọc, và các giao diện không gian. SDR sử dụng thiết bị số có khả năng lập trình được, thực hiện xử lý tín hiệu cần thiết để truyền và nhận thông tin băng gốc tại tần số vô tuyến. Những thiết bị như là bộ xử lý tín hiệu số DSP, các FPGA sử dụng phần mềm cung cấp cho chúng chức năng xử lý tín hiệu được yêu cầu. Những đề xuất công nghệ mềm dẻo hơn và sản phẩm được sử dụng dài hơn, hệ thống vô tuyến có thể được nâng cấp rất có hiệu quả về chi phí với phần mềm. Như vậy ta có thể chỉ ra một số lợi ích của vô tuyến cấu hình mềm như sau: + Đa chức năng 7 + Tính gọn nhẹ và hiệu quả năng lượng + Đơn giản trong sản xuất + Nâng cấp đơn giản Một thách thức cho SDR là sự tương thích giữa tính hiệu quả của những giải pháp phần cứng và sự linh hoạt của phần mềm có thể đưa ra. Tính hiệu quả có thể được đo bởi hiệu quả của bit tin, năng lượng tiêu thụ cho 1 bit, lượng vật lý tiêu thụ trên một bit thông tin. Tuy người sử dụng sẽ không cần biết công nghệ nằm bên trong hệ thống vô tuyến nhưng lại mong muốn hiệu quả cao hơn, linh hoạt hơn, và trí tuệ hơn. Trong khi đó, việc chế tạo phát triển những ứng dụng của vô tuyến cấu hình mềm được bảo đảm bởi máy tính, phần cứng xử lý tín hiệu và hoàn tất việc phát triển trong một môi trường thống nhất sử dụng một ngôn ngữ bậc cao. Một máy vô tuyến mà có một bộ vi xử lý hoặc bộ xử lí tín hiệu số không nhất thiết là một máy vô tuyến phần mềm. Tuy nhiên, một máy vô tuyến cấu hình mềm có bộ điều chế, bộ sửa lỗi, bộ mã hoá được kiểm soát và có thể được lập trình lại. Định nghĩa tốt nhất về vô tuyến cấu hình mềm đó là một máy vô tuyến mà được định nghĩa một cách đầy đủ bằng phần mềm và hành vi lớp vật lí của nó có thể biến đổi một cách sâu sắc thông qua thay đổi phần mềm của nó. Mức độ tái cấu hình được xác định bởi một sự tương tác phức tạp giữa số lượng các thành phần chung trong kiến trúc vô tuyến, bao gồm sự xây dựng các hệ thống, các hệ số kiểu anten, chế độ điện RF, xử lí băng gốc, tốc độ, mức độ tái cấu hình của phần cứng. Thiết bị SDR cho phép người sử dụng thay đổi các đặc tính thu phát như là kiểu điều chế, sự hoạt động băng rộng và băng hẹp, công suất phát xạ, và các giao diện không khí bằng thay đổi phần mềm mà không cần thay thế bất cứ phần cứng nào. Các thiết bị truyền thống được dựa trên phần 8 cứng chuyên môn hoá như là Transistor và các mạch tích hợp. Trong các thiết bị vô tuyến hiện đại hơn, các chip xử lí tín hiệu số được sử dụng để biến đổi tương tự thành số và số thành tương tự của máy phát vô tuyến. Một bộ xử lí tín hiệu số thời gian thực có thể thay đổi chức năng của nó bằng cách thực thi các thuật toán phần mềm khác nhau. Những tiến bộ gần đây trong thiết kế và sản xuất chip sẽ cho phép các chip xử lý tín hiệu tiến bộ hơn có khả năng hỗ trợ đa chức năng. Điều này là do sự phát triển liên tục trong các kĩ thuật chế tạo để tạo thành các thành phần chip có kích thước cực nhỏ, do đó tạo ra các chip tích hợp nhiều chức năng hơn. Các thiết bị SDR sẽ tận dụng những tiến bộ của các chip tiên tiến này để có thể thực hiện đa chức năng. Sự phát tiển bùng nổ gần đây nhất của thông tin vô tuyến được gây ra bởi điện thoại di động tế bào và một nhân tố chủ yếu là sự đầu tư vào SDR. Thế kỷ 21 nhận thấy chắc chắn sự phát triển của thông tin vô tuyến và vai trò của vô tuyến cấu hình mềm tăng lên đáng kể. 1.1.2 Kiến trúc hệ thống vô tuyến cấu hình cứng truyền thống Để đánh giá về vô tuyến cấu hình mềm đầu tiên ta xem xét kiến trúc vô tuyến phần cứng truyền thống. Các máy vô tuyến loại này rất nặng nề nhưng bền. Tất cả các thành phần của máy đều là phần cứng. Các phím, số, và chuyển mạch là phương tiện duy nhất cho người sử dụng thao tác với máy. Bất kì một sự thay đổi nào trong tần số hoạt động đòi hỏi sự thay thế vật lí, các thạch anh xác định tần số hoạt động của máy vô tuyến. Thiết kế này có từ khoảng năm 1930 và phần lớn mỗi gia đình đều có một máy thu siêu ngoại sai nào đó (radio phát thanh, truyền hình…). Hình 1.1 minh hoạ một máy thu phát chuyển đổi tần số. 9 Hình 1.1: Kiến trúc hệ thống vô tuyến truyền thống Tại một máy thu tần số thu từ anten được chuyển xuống tần số trung gian bởi bộ trộn hoặc nhân tín hiệu đầu vào với một bộ dao động nội đầu tiên, LO1. Tín hiệu tần số trung gian được lọc và sau đó được trộn xuống băng tần cơ bản bởi bộ dao động thứ 2, LO2. Tín hiệu điều chế băng gốc được giải điều chế để thu được thông tin và quá trình biến đổi ngược với máy phát. Số giai đoạn chuyển đổi phụ thuộc vào tần số làm việc RF và theo lý thuyết có thể thêm giai đoạn đẩy tần số lên cao nằm ngoài dải tần làm việc. Máy thu vô tuyến đổi tần tương tự đã trải qua một giai đoạn rất thành công. Nó được sử dụng nhiều trong thiết bị vô tuyến và sẽ được kéo dài cho đến những năm tới đây. 1.1.3 Những kiến trúc SDR SDR là một dạng của bộ phận thu phát trong đó những thao tác của nó được xác định sử dụng linh hoạt. Cấu hình phần cứng đa dạng được điều khiển bởi phần mềm. Điều này thường được đề cập dưới dạng những bộ xử lý tín hiệu băng gốc, tuy nhiên các FPGA, ASIC (chứa phần tử lập trình được ví dụ như một bộ xử lý nhúng), những mảng xử lý song song đồ sộ và những kỹ thuật khác luôn được thêm vào. Dù không cần thật chính xác để được gọi là cấu hình phần mềm thì loại vô tuyến này thường được giả thiết chung là dải rộng. Khái niệm thiết bị đầu cuối nhiều băng hay toàn bộ, nói một cách 10 chính xác một mở rộng của khái niệm SDR cơ bản vào trong một thiết bị vô tuyến có kiến trúc linh động dải rộng. Cách hoạt động không phụ thuộc vào phạm vi nhiều băng, khả năng thích nghi và cơ bản lập trình lại được. Với một thiết bị thông tin làm việc với nhiều sóng mang và vì lý do đó việc mở rộng nguyên lý này tới SDR là một tất yếu. 1. Kiến trúc vô tuyến cấu hình mềm lý tưởng SDR lí tưởng khác SDR là tất cả các thành phần trong máy vô tuyến đều được thể hiện bằng phần mềm. Nó được mong chờ sẽ có được sự cải thiện sâu sắc về chất lượng của toàn bộ hệ thống liên quan tới các thế hệ SDR đầu tiên. Kiến trúc vô tuyến cấu hình mềm lý tưởng được chỉ ra ở hình 1.2 bao gồm một hệ thống số và một hệ thống tương tự đơn giản. Hinh1.2: Vô tuyến cấu hình mềm lý tưởng Những chức năng tương tự không thể thực hiện được bằng số như là Anten, bộ lọc RF, bộ phối hợp RF, khuếch đại tuyến thu, khuếch đại công suất tuyến phát và tạo tần số chuẩn mà thường dẫn tới làm cho thiết kế cồng kềnh, nhiều anten, và phức tạp trong kiến trúc. Việc tách sóng mang và chuyển đổi tần số thành băng gốc được thực hiện bởi phần xử lý số. Tương tự, chức năng mã kênh và điều chế được 11 thực hiện số hoá tại băng tần cơ sở bởi những nguồn xử lý chung. Phần mềm cho kiến trúc lý tưởng được phân lớp vì thế phần cứng được tách ra hoàn toàn khỏi phần mềm ứng dụng. Một tầng trung gian đạt được chức năng bao phủ các đối tượng phần cứng và cung cấp các dịch vụ cho phép những đối tượng liên lạc được với nhau thông qua một giao diện chuẩn. Phần trung gian bao gồm hệ thống vận hành, những driver phần cứng, sự quản lý tài nguyên và ngoài ra còn phần mềm ứng dụng không chuyên biệt. Sự kết hợp của phần cứng và phần trung gian thường được gọi là một khung. Những thiết kế SDR tương lai và những khung áp dụng một API (Application Programming Interface) mở vào phần trung gian sẽ làm cho việc phát triển những ứng dụng nhẹ nhàng hơn, nhanh hơn và rẻ hơn. Những nhà phát triển ứng dụng sẽ được giải phóng khỏi những cách thiết kế để lập trình cho phần cứng bậc thấp cho phép tập trung xây dựng được một số những ứng dụng phức tạp và mạnh hơn. Kiến trúc lý tưởng áp dụng tốt cho dịch vụ có tốc độ dữ liệu thấp: vô tuyến HF và VHF. Kiến trúc lý tưởng có tác dụng như một điểm so sánh định hướng hoạt động cho sự phát triển phần cứng và phần trung trong tương lai. Phần này có tác dụng đưa ra mối liên hệ giữa hệ thống vô tuyến cấu hình cứng và SDR lý tưởng và tìm ra những cách mà cấu trúc chức năng có thể thi công được vẽ trên sơ đồ phần cứng thực tế sẵn có. 2. Kiến trúc SDR cơ bản Với một kiến trúc của DSP lý tưởng tất cả thao tác vô tuyến từ anten tới giao diện thông tin được thực hiện và được chương trình hoá bởi một ngôn ngữ phần mềm bậc cao hơn. Sự phát triển của các bộ xử lí tín hiệu số, các công cụ thiết kế lập trình trên các ngôn ngữ bậc cao cho phép mở ra sự 12 [...]... thiết kế cao hơn, nhanh hơn Làm cho thiết bị tuy thêm các chức năng mới nhưng lại có kích thước nhỏ gọn, linh hoạt Tăng khả năng thay thế và lắp lẫn nhau Điều đó mang lại cả hiệu quả kinh tế và hiệu quả sử dụng cho thiết bị vô tuyến cấu hình mềm Với mục đích của đồ án là thiết kế modul xử lý của thiết bị vô tuyến cấu hình mềm trên FPGA cụ thể là vi điều khiển nhúng trong thiết bị vô tuyến cấu hình mềm. .. nhúng), những mảng xử lý song song lớn và những kỹ thuật khác có thể áp dụng Hiện có một loạt những giải pháp về vấn đề xử lý số cho vô tuyến cấu hình mềm, mỗi cái có đặc trưng và ứng dụng riêng Sử dụng tái cấu hình như một phương pháp nâng cấp, cải tiến 1.2.1 Giải pháp xử lý số cho những ứng dụng - Những công nghệ FPGA mở rộng Kiểu xử lý số này được biết đến như là một máy tính cấu hình được (CMM_configurable... cấu trúc của vi điều khiển làm cơ sở cho thiết kế 20 CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC CỦA VI ĐIỀU KHIỂN SDR là khuynh hướng của thiết bị vô tuyến trong tương lai Một thiết bị SDR băng rộng phải có khả năng xử lý dữ liệu tốc độ cao và tiêu thụ năng lượng ít Những bộ vi xử lý thay đổi cấu hình được với những đặc tính của nó cho thấy hứa hẹn với những thiết bị thông tin SDR băng rộng Ta có thể phát triển một mạch xử. .. những nguyên lý và chức năng chính giống như một thiết bị đầu cuối một sóng mang Kiến trúc trong hình 1.3 được đưa vào trong một hệ thống con có cấu hình cứng và một hệ thống con có cấu hình mềm Hình1 .3: Cấu trúc đơn giản của máy thu phát SDR Những chi tiết hệ thống con cấu hình cứng có một vài thành phần vật lý mức thấp (khuếch đại công suất, biến đổi tương tự-số…) trong khi hệ thống con mềm có chức... năng xử lý tín hiệu vô tuyến, đây là phương pháp tối ưu hơn so với trường hợp chỉ sử dụng thuần tuý một DSP đa dụng - Những mảng xử lý song song: là một mạng bộ xử lý của một số 17 lượng lớn những vi xử lý được nối bởi liên kết on_chip tốc độ rất cao, mỗi bộ xử lý có một khả năng xử lý tương đối hạn chế và được gán một phần bài toán xử lý tín hiệu, ý tưởng của cách tiếp cận này là sử dụng khả năng xử lý. .. mạch xử lý tín hiệu sử dụng bộ vi xử lý thay đổi cấu hình cho những thiết bị SDR và đánh giá được năng lượng tiêu thụ và những đặc trưng truyền thông của mạch xử lý tín hiệu, xác định được tiềm năng của những thiết bị SDR đang sử dụng vi xử lý thay đổi được cấu hình Chương này nêu ra những nét chính về các thành phần và cấu trúc của vi xử lý, cụ thể là về kiến trúc các bộ phận được tích hợp trên chip... trên chip làm cơ sở để thiết kế bộ xử lý cấu hình được trong FPGA 2.1 Tổng quan về vi điều khiển 8 bit Trong nhiều tài liệu thuật ngữ vi xử lý và vi điều khiển thường được dùng lẫn lộn với nhau Nhưng về mặt nguồn gốc thì 2 thuật ngữ là phân biệt với nhau Bộ vi xử lý là một đơn vị xử lý trung tâm (Central Processing Unit - CPU) trên một chip riêng lẻ Trước đây CPU được thiết kế bằng cách sử dụng nhiều... nhanh hơn Làm cho thiết bị tuy thêm các chức năng mới nhưng lại có kích thước nhỏ gọn, linh hoạt Tăng khả năng thay thế và lắp lẫn nhau Điều đó mang lại cả hiệu quả kinh tế và hiệu quả sử dụng cho thiết bị vô tuyến cấu hình mềm 1.1.4 Ứng dụng của SDR trong thông tin quân sự Ứng dụng SDR không chỉ đem lại sự hiệu quả khi thiết bị vô tuyến hoạt động trong các điều kiện đặc biệt, khắc nghiệt, trong môi trường... sẵn có một cách hiệu quả - Cơ cấu máy tính thay đổi cấu hình (Reconfigurable Computer Fabric_RCF): Thiết bị RCF là sự cố gắng để cung cấp những lợi ích của một giải pháp lập trình xử lý tín hiệu Một thiết bị đơn kết hợp một số lõi RFC vào trong một nút tính toán Mỗi RFC chứa những chức năng sau đây: + Bộ xử lý RISC với bộ đệm lệnh và dữ liệu + Mảng tính toán thay đổi cấu hình được với 16 cell, mỗi cái... dùng làm giảm số bit biểu diễn một số dữ liệu cho trước trong bộ lưu trữ hoặc trong truyền dữ liệu Mạch mã hoá dùng trong hệ thống có 2 n thiết bị nhập, mỗi thiết bị được nối với một đầu vào Thiết bị nhập yêu cầu phục vụ sẽ xác lập đầu vào được kết nối với mình, giá trị đầu ra n bit tương ứng sẽ chỉ cho hệ thống biết thiết bị nào trong 2 n thiết bị đang yêu cầu phục vụ e Mạch ghép kênh Các MUX lớn hơn . ngiệp là: Thiết kế module xử lý trong thiết bị vô tuyến cấu hình mềm dựa trên công nghệ FPGA . Mục đích của đồ án nhằm tìm hiểu, nắm bắt công nghệ của thiết bị vô tuyến có cấu hình mềm, tìm hiểu. thiết bị vô tuyến cấu hình mềm. Với mục đích của đồ án là thiết kế modul xử lý của thiết bị vô tuyến cấu hình mềm trên FPGA cụ thể là vi điều khiển nhúng trong thiết bị vô tuyến cấu hình mềm vì vậy. cho module xử lý trong thiết bị vô tuyến cấu hình mềm hiện nay. Chương 2: Tìm hiểu về cấu trúc phần cứng của các bộ xử lý đa năng làm cơ sở cho việc thiết kế. Chương 3: Giới thiệu về công nghệ,