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基于PXI总线的高速数字传输模块设计及正交解调的实现（一）论文关键词：PXI总线DSP正交解调现场可编程门阵列FIFODDK论文摘要：PXI是PCI在仪器领域的扩展，其技术规范是NI公司于1997年9月1日推出的，现已有60多家联盟。PCI局部总线可以在33MHZ和32位数据通路的条件下达到峰值132Mb/s的带宽，在66MHZ和64位数据通路的条件下达到峰值528Mb/s的带宽。PXI吸收了VXI的优点，同时受益于CompactPCI，因而速度更快、结构坚固紧凑、系统可靠稳定，在射频和微波频带以下的低、中高频段可以替代VXI而且价格优势明显，深受广大用户欢迎，目前正朝气蓬勃地向商用与军用领域拓展。本文在研究PXI总线规范的基础上，研究和设计了基于PXI总线的高速数字I/O卡，本文概要地介绍了PXI总线的发展和体系结构。在模块的设计中，经过方案对比采用了PCI9054加FPGA的PXI总线接口硬件设计；在数据存储方面选择了FIFO作为存储器，免去了地址信号，从而简化了电路设计和时序控制。采用ALTERA公司的FPGA设计了整个模块的逻辑控制。此外，本文还对DSP的硬件设计作了简单的介绍，该DSP是用来实现正交解调。因此，在介绍了DSP后，对正交解调的数字方法作了详细的阐述，并给出了仿真结果。在软件部分，本文研究了PXI总线设备驱动程序和软件面板的设计方法。介绍了几种设备驱动程序的开发工具，并选用DDK完成了驱动程序的设计，给出了一些PXI设备驱动代码。最后通过VC++编写了软件面板。1绪论自动测试系统发展概况信息时代的到来，极大的促进了科学和生产的发展，而现代科研生产对测试和测量提出了更高的要求，其测试工作量之大，内容之复杂，对测试速度、精度要求之高，已经使原有的测试方法、测试手段和测试设备不能满足这方面的要求。因此，信息产业的高速发展促进和推动着自动测试技术及系统集成技术迅速发展。微电子技术和计算机技术的最新成果更促进了测试技术和仪器与计算机的结合，为自动测试技术及系统集成技术的发展创造了极其重要的条件[1]。现代自动测试系统的发展方向是标准化、模块化和系列化，而标准的总线技术和软件技术是实现这三化的关键技术。总线技术则是自动测试系统的核心，它的发展推动了自动测试系统的更新换代。通用目的接口总线GPIB是七十年代开始广泛应用于实际的针对于可程控仪器的一种数字接口标准。它的目的就是简化测试设备的设计并提供和计算机组建通用的自动测试系统的方法和接口规范。在当今世界各国，GPIB的应用已十分普遍，各厂家生产的仪器可以说是无不装备通用接口。这些仪器包括信号源、程控电源、数字电压表、数字万用表、计数器、扫描器、网络分析仪、逻辑状态分析仪、绘图仪等数十种产品。GPIB测试系统的影响力由此可见一斑。随着微电子技术和集成电路工艺的深入发展，16位、32位微处理器芯片价格不断下降，应用也日益广泛，智能仪器本身的处理速度和通信能力已大大提高。在这种背景下，1987年7月，美国五家仪器制造商联合宣布支持一种叫做仪器VME的总线即VXI总线，为整个测试界确定了一种尺寸缩小、重量减轻、测试时间配合紧密、工作可靠性高的模块式仪器标准。这种模块式的仪器的优势在于模块之间可以高速通讯，可进行多通道数据采集，此外系统尺寸大为减小且规格统一便于组合，借助于自身优势与GPIB总线配合，既实现了控制器与仪器间的通讯，又保证了各模块同步运行，这一开放式的标准的实施和应用，给当今测量仪器行业的发展带来了新的活力。VXI测试系统也因此在航空航天、医疗、工业、交通管理乃至实验室内广泛应用。它为所谓的虚拟仪器的实现迈出了重要一步。作为对PCI总线在仪器领域的扩展，1997年美国国家仪器公司发布的一种高性能低价位的开放性、模块化仪器总线PXI[10][11]，它将PXI规范定义的PCI总线技术发展成适合于试验、测量与数据采集场合应用的机械、电气和软件规范，从而形成了新的虚拟仪器体系结构。制订PXI规范的目的是为了将台式PC的性能价格比优势与PCI总线面向仪器领域的必要扩展完美地结合起来，形成一种小型、廉价为主要特点的虚拟仪器平台。它对用户来说具有十分良好的软硬件环境，PXI测试系统保证了系统的易于集成与使用，进一步降低了用户的开发费用，所以在数据采集、工业自动化系统、计算机机械观测系统和图像处理等方面获得了广泛应用。近年来在自动测试领域软件的重要性越来越受到重视。1987年公布的涉及使用GPIB接口时的编码、格式、协议和公用命令以及状态报告等，还包含了语法和数据结构。主要涉及仪器的内务管理功能。但是并不涉及器件消息本身，直到1990年4月公布的SCPI才使器件消息进一步标准化。VXI标准只解决了仪器的硬件规范问题，于是，1993年9月成立了VXIplug&;play联盟，制定