关于现代电子技术类论文范例,与基于SB3500多核处理器的软件无线电系统设计相关毕业论文提纲

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摘 要：针对基于软件无线电架构的现代移动通信手持终端设计,研究了基于SB3500国产多核多线程数字信号处理器的软件无线电设计方法,实现了基于SB3500的软件无线电硬件系统.在此基础上开发了一套适合该硬件系统的OFDM通信波形软件,用于验证该硬件系统是否满足手持终端小型化和低功耗的要求.研究表明,使用该国产多核多线程处理器进行软件无线电系统的设计开发具有广泛的应用前景.

关 键 词：软件无线电；手持终端；SB3500；多核多线程处理器

中图分类号：TN929.534；TP399文献标识码：A文章编号：1004373X（2014）21000504

DesignofsoftwaredefinedradiosystembasedonmulticoreprocessorSB3500

ZHONGDa1,GUOWei2,XIYong1,TANGQi1

（1.CollegeofElectronicScience&Engineering,NationalUniversityofDefenseTechnology,Changsha410073,China；

2.WuxiDSPTechnologiesInc,Wuxi214135,China）

Abstract：Fordesignofthecontemporarymobilemunicationhandheldterminal,adesignmethodofsoftwaredefinedradio（SDR）systembasedondomesticmulticoreandmultithreadingdigitalsignalprocessorSB3500isstudied.TheSDRhardwaresystembasedonSB3500wasimplemented.AnOFDMmunicationwaveformsoftwaresuitableforthishardwaresystemwasdevelopedonthebasisofthismethodtoverifywhetherthehardwaresystemcansatisfytheminiaturizationandlowpowerconsumptionrequirementsofthehandheldterminal.TheresearchresultshowsthisdomesticmulticoreandmultithreadingprocessorfordevelopingtheSDRsystemhasagoodapplicationprospect.

Keywords：SDR；handheldterminal；SB3500；multicoreandmultithreadingprocessor,

0引言

随着4G通信网络的不断发展,手持智能终端在满足4G基本通信需求的基础上,还需要兼容2G/3G网络以及蓝牙、WiFi、FM、数字电视等各种通信制式,这对于手持终端的通信制式兼容性设计提出了较高要求.软件无线电技术采用开放式体系结构,通过在通用硬件信号处理平台上加载不同的通信波形软件,可以兼容各种无线通信制式,因此成为新一代的无线电通信技术[1].软件无线电技术为4G手持智能终端的兼容性设计提供了思路和方法,从而成为当今移动通信领域的一个重要发展趋势,具有非常良好的发展前景.

为什么要写现代电子技术论文
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但在软件无线电手持终端设计中,终端对系统的功耗和小型化这两方面提出了极高的要求,目前国内软件无线电领域在手持智能终端设计方面尚未能完全有效地解决低功耗与小型化问题.如何满足手持终端设备对低功耗和小型化的要求,是当前亟需解决的问题.

随着DSP技术的不断发展,最新的多核多线程DSP凭借其强大的并行信号处理能力及小型化和低功耗等特点,可以有效解决上述问题,因此引起了软件无线电领域研究人员的极大关注.另外,随着网络信息安全问题的日益突出,国家相关部门对此高度重视,对国内电子信息领域基于国产自主可控技术进行产品设计提出了迫切需求.在此背景下,本文通过引入国产多核多线程DSP芯片SB3500,提出了一种基于软件无线电技术的手持终端实现方案,并基于该芯片进行了软件无线电手持终端的硬件方案设计和OFDM通信波形软件开发.设计表明,国产多核多线程处理器在软件无线电手持终端设计领域具有良好的应用前景.

1SB3500芯片的结构与特点

1.1SB3500芯片结构

SB3500芯片是无锡德思普科技有限公司基于65nm芯片工艺设计制造的一款国产高集成度多核多线程通用数字信号处理器.该芯片由3个DSP处理器核和1个ARM926EJS处理器核构成,其芯片内部架构如图1所示[2].

图1SB3500芯片架构图

其中,3个DSP核之间采用高速数据环（HighSpeedNetwork,HSN）进行数据交换[3].每个DSP核具有单独的指令cache和数据cache,并包含3个独立的24b多功能定时器（MultipurposeTimer,MPT）；各DSP核还有独立的并行数据流接口（ParallelStreamingData,PSD）,可直接与AD/DA芯片连接,实现与AD/DA之间数字信号数据的交换.DSP核的最高工作频率可达600MHz,最高可以完成每秒96亿次的MAC运算.每个DSP核包含4个硬件线程,每个线程的最高工作频率为150MHz.ARM926EJS核的最高工作频率为300MHz,并具有LCD,USB,UART,SDIO等丰富的外设接口,因此不需要再外扩其他接口功能器件,特别适应手持终端的小型化设计.DSP核与ARM核之间采用共享内存方式进行通信,共享内存为专用的4KB片内内存区；3个DSP核和ARM核之间采用分布式共享内存访问方式进行内存访问[4],从而实现片内内存空间的全局共享.SB3500芯片针对低功耗的手持终端应用而设计,在全速运行时,其最大功耗仅为500mW.在相同的MAC处理能力下,功耗方面相比摩托罗拉和朗讯科技联合生产的SC140芯片以及TI的C64X系列芯片有较为明显的优势.

1.2SB3500的多核多线程特点

在基于软件无线电技术的手持终端系统开发中,具有处理计算密集型高速信号的能力及较低的系统功耗是设计成功的关键.多核技术在提高系统处理器处理能力的同时,较好地实现了处理器的低功耗需求[5].同时,异构多核结构也是多核处理器的一个重要发展方向.异构组织方式是将结构、功能、功耗、运算性能等各种不同的多种内核集成在同一块芯片上,让每个内核处理自己擅长的任务.研究表明[6],相比同构组织方式,异构多核结构具有更高的任务执行效率,从而实现了资源的最佳优化配置,并进一步地降低了系统整体功耗.SB3500DSP芯片即采用这种异构多核技术,因此可以较好地满足高速处理能力及低功耗的要求.这种异构结构的优点在于不仅充分发挥了ARM处理器接口丰富、调试方便以及易于用户实现协议控制的使用特点,还利用多核DSP解决了大量密集型计算的处理任务.

为进一步挖掘DSP处理器的处理能力,SB3500DSP采用了硬件多线程技术.硬件多线程技术[7]是在每个DSP处理器核中开辟多个硬件线程,每个DSP处理器核可以按照系统主频时钟节拍,在每个相邻时钟周期上从一个线程切换到下一个线程去执行相应的操作,可以使处理器内部的多个任务在时间上实现并行化执行,从而极大地提高了多任务执行效率.另外,每个DSP核的四个硬件线程采用时分复用方式占用处理器,也可以降低对内存访问速率的要

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