[发明专利]一种基于ARM和FPGA的调制解调板卡

说明书

本发明提供了一种基于ARM和FPGA的调制解调板卡，包括有射频单元、基带处理单元以及电源单元，板卡侧边还设置有信号接收端口RX以及信号发送端口TX，射频单元包括有依次连接的开关阵列、带通滤波器、第三信号放大器以及射频收发器芯片；基带处理单元包括有FPGA处理芯片以及ARM处理芯片，FPGA处理芯片，与射频收发器芯片通过LDVS总线数据连接，用于信号编码、复用、调制和解调的内部逻辑处理；ARM处理芯片，通过数据总线与FPGA处理芯片连接，还通过SPI总线与射频收发器芯片通信连接。本发明不仅能够对射频信号进行解调和调制，还能通过外部终端对处理器进行实时监测和实时控制，实现射频信号收发、信号解调与调制等过程中的实时控制以及参数调整。

技术领域

本发明涉及飞控通信技术领域，具体涉及一种基于ARM和FPGA的调制解调板卡。

背景技术

在飞控技术领域中，为了获取飞行器运行数据并存储分析，给飞行器下发工况指令，一般通过便携式地面站与飞行器端设备之间进行数据交互及控制来完成。数据交互及控制过程中，便携式地面站内安装的基于ARM和FPGA的调制解调板卡则用于对下行信号进行射频接收、射频解调和基带解调；同时产生上行信号，并进行射频调制与发送。

现有的基于ARM和FPGA的调制解调板卡，常采用DSP+FPGA芯片组合作为处理器来完成射频信号的解调与调制，但是在与飞行器通信过程中，其实时控制能力较低，并不能通过外部终端对处理器进行实时监测和实时控制，例如参数的调整、事件回放、数据发送和停止等。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于ARM和FPGA的调制解调板卡，不仅能够对射频信号进行解调和调制，还能通过外部终端对处理器进行实时监测和实时控制，实现射频信号收发、信号解调与调制等过程中的实时控制以及参数调整。

本发明的技术方案如下：

一种基于ARM和FPGA的调制解调板卡，包括有射频单元、通过LDVS接口与射频单元通信连接的基带处理单元以及电源单元，板卡侧边还设置有与基带处理单元通信连接的信号接收端口RX以及信号发送端口TX。

射频单元包括有依次连接的开关阵列、带通滤波器、第三信号放大器以及射频收发器芯片，射频收发器芯片，用于对经过带通滤波以及信号放大的射频信号进行模数转换以及收发的内部逻辑处理。

基带处理单元包括有FPGA处理芯片以及ARM处理芯片，FPGA处理芯片，与射频收发器芯片通过LDVS总线数据连接，用于信号编码、复用、调制和解调的内部逻辑处理；ARM处理芯片，通过数据总线与FPGA处理芯片连接，用于对信号的内部逻辑处理进行控制，还通过SPI总线与射频收发器芯片通信连接，用于对信号的接收与发送进行控制；其中，FPGA处理芯片是整个基带处理的核心，主要负责获取射频单元采集到的射频信号并进行信号解调，并将解调后的数据发送给ARM处理芯片，同时接收ARM处理芯片的控制信号和需要发送的数据，将需要发送的数据进行信号调制并发送至射频收发芯片。

对接收到的信号进行跟踪，调制解调等处理；ARM处理芯片作为协从处理单元通过与FPGA处理芯片的数据交换完成部分信号处理功能，处理过的数据通过PCIE总线上传到便携式终端设备，同时实现对其它外围器件进行控制。

进一步地，基于ARM和FPGA的调制解调板卡外还设置有第一信号放大器、第二信号放大器和天线，开关阵列依次通过信号接收端口RX、第一信号放大器与天线连接，还通过信号发送端口TX、第二信号放大器与天线连接；其中，天线主要将接收到的无线射频信号放大，并转化为有线射频电信号；同时将发送的有线射频电信号放大，并转化为无线射频信号。

进一步地，开关阵列中设置有信号接收开关和信号发送开关，信号接收开关的开关端依次通过带通滤波器、第三信号放大器后与射频收发器芯片的第一接收端连接，天线、第一信号放大器、信号接收开关、带通滤波器、第三信号放大器以及射频收发器芯片组成信号接收链路。