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基于SOPC的简易误码率测试仪设计技术

时间:2015-03-28  来源:扁平线圈电感厂家  点击:

设备上电后进入模式选择,用户根据需要设定模式,确认后,mode_reg设置完毕。随后进入速率选择,设置时钟分频器的数值,用以设置代码发送速率。Control_reg提供了AM7968其他端口的设置。参数设置完毕后,设置好的代码就配合设定好的时钟频率,通过通信端口发送出去了。
需要特别说明的是循环代码的发送过程。因为,在其他模式下,数据自发送开始就一直在数据总线上有效,只要控制好数据的发送脉冲信号即可;而循环代码模式下,数据需要实时更新,且不能有工字电感遗漏和跳跃,因此特别设计了循环码发生模块。它以AM7968芯片的ACK信号作为循环代码递增的触发信号。这是因为ACK信号是AM7968在数据发送完毕后立即发送的反馈信号。所以利用这个信号,就很好地保证了循环代码的可靠性。
(2)接收端设计
如图3所示,芯片AM7969是信模压电感器号的接收端。在用户设定了代码模式后,AM7969的控制寄存器被配置为相应模式。之后设置误码计算模式,并将误码计数器复位,且设置好对应的对照代码。

AM7969芯片中的锁相环时钟生成器(PLL clockgenerator),可以从插件电感器接收到的数据流中分离出时钟信号和数据信号。
由于线路传输存在延时问题,会使AM7969分离的时钟相对于发送端AM7968的时钟滞后。对比较器两端的输入来说,出现了不同步的情况。如果AM7969也利用本地系统时钟,那么其接收到的数据就会紊乱。这种方法不可取。
本系统采取发送电感厂家同步序列的方式来进行同步。在测量开始后,发送端发送同步序列。在10 ms内(此时间阈值可进行设置),如果接收端没有收到同步序列,则判定线路故障,无法正常测量;如果在时间阈值内收到同步序列,则立刻进入测试状态。例如,当发送代码A0后,接收端如果在时限内(时间阈值)收到信号,则进行比较,之后发送1个反馈信号Dstrb和1个数据A1,依此类推;如果接收端没有收到信号,则系统将认为是误码丢失,记为误码,同时自行发送1个伪Dstrb,继续测量。
3.2 显示模块设计
显示部分采用了Visionox公司的VGGl2864E—S002、128×64点阵的单色图形显示模块。该模块有以下特点:亮度高,对比度高,视角宽,响应速度快,温度范围宽,功耗低;8位并行数据接口,读、写操作时序;模块内藏64×64显示数据RAM(RAM中每位数据对应OLED屏上一个点的亮、暗状态);接口电路简单,使用方便。
本设计通过VHDL语言编写接口时序IP核控制器oled.VHD,使其作为Slave device连接到Avalon总线上,实现了数据显示功能。
3.3 误码率测试仪的SOPC设计
图4为在SOPC Builder工作窗口中的该误码率测试仪的SOPC系统。

其中,cpu_0为主Nios II处理器,cfi_flash_bridge_O为Avalon三态桥用来连接Flash IP核控制器cfi_flash_O,sdram是SDRAM IP核控制器,timer_O是Nios II内部定时器,oled_O是OLED IP核控制器,pio_0是按键外部引脚,am7968_2_O和am7969_2_0分别是用VHDL语言编写的收发芯片AM7968和AM7969的1P核控制器。


3.4 用SignalTap嵌入式逻辑分析仪验证设计
SignalTap允许设计者在FPGA运行期间同时监视内部信号。通过下载电缆或传统的分析设备连接到用户PC机上,便可以在用户的PC机上观察到这些信号的波形。使用SignalTap类似于使用逻辑分析仪,用户能够设置初始化、触发(内部或外部)和显示条件并观察内部信号,以此研究运行状态。用户的分析参数可以被编译为嵌入式逻辑分析仪(ELA),它和设计的其他数据一起配置FPGA。
图5是将误码率测试仪硬件逻辑下载到FPGA中,用SignalTap看到的系统实际运行时的波形截图。它显示的是当测试代码设定为循环代码模式时,测试代码从0OH到FFH之间循环发送的波形情况。信号am_clk是系统时钟;to_7969clk是信号接收端AM7969的输入时钟;am_ack是信号发送端AM7968的发送反馈信号,每返回一个am_ack表示有一个数据已经发送出去;to_7969_clk是指AM7969从接收到的信号中分离出来的时钟信号,从SignalTap可以看出有一定的延时;am_data信号是发送端AM7968发出的数据;to_7969_data是信号接收端AM7969收到的数据,可以看出,线路上有一定的延时;am_strb和tO_7969_电感器q值dstrb分别是AM7968和AM7969的数据发送和接收的同步脉冲信号,本测试仪就是利用这个信号来统计测试码发送个数和测试码接收个数的。

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