SOPC技术在直序扩频收发机模块中频的应用

介绍了基于NIOS II 软核处理器的SOPC 技术,分析了传统方法和基于SOPC 技术的
方法实现扩频收发机的优劣,详细说明了嵌有NIOS II 的SOPC 技术的方案设计。该设计增强了系统功能,改善了系统的灵活性,并提高了其适应不同应用需求的伸缩性。
关键词： SOPC； NIOS II； 扩频收发机
嵌入式系统发展朝着小体积[1]、低功耗、高性能的趋势发展。MCU、DSP 和FPGA 三
种处理器在现代嵌入式系统中扮演的角色呈现三分天下的局面。为了结合MCU、DSP 和
FPGA 各自的优点，上个世纪90 年代末期到本世纪初,各个可编程逻辑器件厂商开始提出自己的SOPC(System on a programmable chip) 片上可编程系统的软件和硬件一体化解决方案,并提供从低端的消费电子到高端的网络通信等市场产品。SOPC 概念的提出给今后嵌入式的发展提供了很好的方向[2]。
Altera 公司推出的NIOS II 嵌入式处理器是目前世界上最流行的软核嵌入式处理器。把
NIOS II 嵌入到FPGA 中，用户可以获得200DMIPS 的性能，并可以从60 多个Altera 提供
的IP 核中选择所需要的，以此来创建一个最适合的嵌入式系统。
目前扩频收发机处理模块的实现方式主要有两种，一种是专用芯片，如STEL2000A 直
接序列扩频系统专用芯片。另一种是以DSP 芯片为核心，搭配外围FPGA 来实现扩频信号的处理。采用专用芯片可以降低系统的开发难度，但是缺乏灵活性，不能满足特殊场合的应用。随着数字信号处理器和可编程器件的功能不断增强，DSP + FPGA 这一模式得到越来越广泛的应用。DSP + FPGA 芯片的高速运算性能使得部分硬件功能软件化，极大地增强了系统的灵活性。另一方面，可编程逻辑器件厂商通过在FPGA 芯片中嵌入硬核或软核嵌入式处理器，极大地增强了芯片的功能，改变了以往只是将FPGA 作为外围芯片这一模式。我们用嵌入式处理器替代专用DSP 处理器和通用控制器，再配以众多的IP 核资源，就可以在单片FPGA 上构建一个可编程片上系统,即SOPC(System On Programmable Chip)[3]。
本文将用 NIOS II 的SOPC 解决方案实现一个扩频收发机中频模块。