短距離無(wú)線數(shù)傳IP基帶芯片設(shè)計(jì).pdf

1、隨著無(wú)線數(shù)字通信技術(shù)大發(fā)展的趨勢(shì)，短距離無(wú)線數(shù)傳技術(shù)憑借其功耗低，面積小，成本低廉以及實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在社會(huì)生活的方方面面都起到了重要的作用。比如在消費(fèi)類電子、家庭電器自動(dòng)化、工業(yè)自動(dòng)控制以及醫(yī)學(xué)應(yīng)用等許多領(lǐng)域都有著非常廣泛的應(yīng)用。在對(duì)短距離無(wú)線數(shù)傳技術(shù)領(lǐng)域的研究中，國(guó)外起步的非常早，像德州儀器、英特爾等各大芯片設(shè)計(jì)制造商都已經(jīng)掌握了成熟的短距離無(wú)線數(shù)傳芯片設(shè)計(jì)技術(shù)，并相繼推出了相應(yīng)的產(chǎn)品。在國(guó)內(nèi)，這方面的研究還不像國(guó)外那么成熟，因

2、此，研究具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的短距離無(wú)線數(shù)傳IP基帶芯片已經(jīng)迫在眉睫。
　　BPSK和2FSK作為常用的短距離無(wú)線數(shù)字通信制式，雖然比較傳統(tǒng)，但是憑借其優(yōu)良的抗噪聲性能以及簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)原理，依然在無(wú)線通信領(lǐng)域占有一席之地。本文根據(jù)課題組科研項(xiàng)目，設(shè)計(jì)一款基于BPSK和2FSK制式的短距離無(wú)線數(shù)傳IP基帶芯片，介紹了無(wú)線數(shù)字通信系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程，并對(duì)其中一些關(guān)鍵問(wèn)題的解決做了詳細(xì)的說(shuō)明和分析。本文的重點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面：
　　1)

3、對(duì)于BPSK和2FSK無(wú)線數(shù)字通信原理進(jìn)行了簡(jiǎn)要的概述，并探討了濾波技術(shù)和正交混頻技術(shù)等在無(wú)線數(shù)字通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中比較重要的基礎(chǔ)理論。
　　2)介紹了整個(gè)通信芯片系統(tǒng)的算法設(shè)計(jì)思路。在數(shù)字變頻系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，BPSK著重講述了碼元定時(shí)同步和載波同步這兩個(gè)對(duì)性能影響比較重要的模塊，而2FSK則采用一種了較新穎的調(diào)制解調(diào)方法。
　　3)在 Matlab仿真平臺(tái)下搭建了整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行定點(diǎn)仿真，通過(guò)仿真結(jié)果檢查算法設(shè)計(jì)的可

4、行性，并通過(guò)對(duì)噪聲環(huán)境的模擬進(jìn)行了誤碼率的仿真，證明算法在功能和性能兩個(gè)方面均能達(dá)到要求。
　　4)采用QuartusⅡ和Modelsim的聯(lián)合仿真環(huán)境將算法進(jìn)行RTL實(shí)現(xiàn)，并通過(guò)前仿真驗(yàn)證電路設(shè)計(jì)的正確性。利用FPGA對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了原型驗(yàn)證，為后續(xù)的芯片后端工作奠定了基礎(chǔ)。最后進(jìn)行芯片的后端工作，完成了邏輯綜合和版圖設(shè)計(jì)。
　　本文圍繞上述工作，對(duì)整個(gè)芯片系統(tǒng)從算法設(shè)計(jì)到電路架構(gòu)做了全方位的介紹。從總體設(shè)計(jì)方案到模塊設(shè)計(jì)