基于HSP50214B的侦察接收机数字解调模块设计

4 HSP50214B的电路设计及接口配置

同HSP50214B直接相连器件的主要有：AD9245、HSP50210和XC4VSX55。图3为数字下变频器HSP50214B的主要接口电路。

经前端预处理的模拟中频信号(IF信号)传送至A／D采样器进行采样。A／D采样器采用AD9245，其输出为14位，最高采样速率可达80 MHz，输入范围大，功耗小，性价比较高。由于HSP50214B的输入为14位，因此将AD9245的14位输出接到HSP50214B的14位输入即可。HSP50214B的CLKIN引脚与AD9245的时钟相连。每个CLKIN信号到达就对其输入数据采样1次。CLKIN的时钟信号可达65 MHz，PROCLK时钟是混频后的处理时钟，最高不能超过CLKIN时钟。

将HSP50214B设置为并行直接输出模式，输出的数据是I、Q两路正交分量，16位并口OUTA [15:0]输出同相分量，OUTB[15:0]输出正交分量。由于HSP50210只有10位输入，取HSP50214B的高10位输出数据OUTA[15:6]、OUTB[15:6]分别接入HSP50210的输入端口IIN[9:0]、QIN[9:0]。NSP50214B的DATARDY引脚与HSP50210的SYNC引脚相连，当OUTA端口有新的数据产生时，HSP50210响应DATARDY同步信号，分时并行接收数据，依次在下变频器的OUTA和OUTB两个输出端处接收同相与正交分量。数据的读取、写入、寄存器选择等控制信号通过FPGA电路控制，WR和RD用于控制其读写控制字的控制信号，通过FPGA的嵌入式PoweiPC发出并送入其端口：8位控制接口数据总线C[7:0]接P00～P07，3位寄存器地址线A[2:0]接P12～P10。

由于载波跟踪误差(COF)利用同步信号COFSYNC串行送至HSP50214B的载波数控振荡器，码元跟踪误差(SOF)利用同步信号SOFSYNC串行传送至HSP50214B的重采样数控振荡器，所以HSP50214B和HSP50210必须采用统一时钟才能保证同步传送数据的可靠。AD9245、HSP50214B的CLKIN和PROCLK以及HSP50210的CLK引脚都接50 MHz的时钟。系统对时序要求非常高，HSP50210反馈到HSP50214B的载波同步信号COF和码元同步信号SOF以及它们的同步信号COFSYNC／SOFSYNC要有统一的时序，其信号送入的时序如图4所示。

5 HSP50214B控制字的设计

模块上电时，嵌入式PowerPC根据对应的初始化参数(输入信号的波特率和模式)提取数据空间中的相应参数，再配合片选信号和读写控制信号，将参数分别写入hSP50214B和HSP50210中。HSP50214B和HSP50210控制字的写入流程是一致的，这里只详细说明HSP50214B控制字的写入过程。

HSP50214B共有256个32位的控制字寄存器，其偏移地址是000H～0FFH，控制字决定各功能模块的参数设置，如载波中心频率、滤波器阶数、255阶FIR滤波器系数、抽取因子、输出格式与方式的选择等。用户通过控制接口可写入控制字，也可读取某些内部寄存器的内容及状态信息，如电平检测是否完成等。HSP50214B内有5个保持寄存器，其的内容由地址线A[2:0]和数据线C[7:0]决定。HSP50214B的控制字都是32位，每次只能通过数据线接口C[7:0]写入8位控制字，需通过地址线A(2:0)选择写入控制字的高低位，连续写4次。图5为其加载时序。

对控制字写操作的步骤为：

(1)按照字节由低到高的顺序，把32位控制字分为4组，每组8位数据，在每次写选通信号的上升沿到来时，依次把4组数据装载到HSP50214B主控制器的相应位，对应的地址用二进制表示，分别为：000，001，010，011(000：保持寄存器1；001：保持寄存器2；0lO：保持寄存器3；01l：保持寄存器4)；

(2)在写选通()信号的第5个上升沿到来时，将主控制器中接收的数据装入目标寄存器中并锁存，此时，装载目标寄存器的地址到100，即A(2:0)=100；

(3)写完1个控制字后，必须等待4个处理时钟才能写下一个控制字，以保证数据装载成功，因为只有控制字被正确写入，HSP50214B参数选择合理，解调的信号才不会产生严重失真。

6 测试分析

实际应用中，可根据侦察接收机接收信号类型的需求设置各寄存器的参数，包括CIC、AGC、串并口、输出格式、滤波器的系数等，实现灵活的下变频设置，可对不同调制方式信号实现灵活解调分析，具有适应性强、软件升级方便等优点。经硬件仿真测试，所得结果符合理论计算值，对输入BPSK和QPSK通信信号解调误码率都非常低，可满足高端侦察接收机高性能信号处理的要求。

7 结束语

HSP50214B数字下变频器具有结构的开放性、软件的可编程性以及功能的多样性等特点，在军事和民用数字接收机中都有巨大的应用潜力，该器件可使接收机系统具有良好的灵活性及可扩展性。