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一种适用于各频段无线仿真设备的通用信息处理方法及平台

阅读:255发布:2024-02-28

专利汇可以提供一种适用于各频段无线仿真设备的通用信息处理方法及平台专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 为一种适用于各频段无线仿真设备的通用信息处理方法及平台,其方法分为上层 软件 ,协议层,驱动层,DSP音频 信号 处理共4层,在软件上采用VxWorks 操作系统 设计方案,将底层驱动程序、操作系统程序以及上层运用程序分别开发,在相同的功能函数上采用同一个函数功能模 块 ;在 硬件 架构上以ARM嵌入式 微处理器 为核心采用相同的硬件模块搭建共用平台,侧重以软件代替硬件,对各种类型无线通信设备在实际应用中的功能和操作现实进行仿真,用以太网技术,可以很方便的在一个终端设备上对连接在网内的无线仿真设备进行系统升级。同时,只需要更改上层运用软件,就可以完成对各种无线通信设备的仿真,具有设计合理,接入有效,工作可靠等特点。,下面是一种适用于各频段无线仿真设备的通用信息处理方法及平台专利的具体信息内容。

1.一种适用于各频段无线仿真设备的通用信息处理方法,即软件架构,共分4层:第1层上层软件,第2层协议层,第3层驱动层和第4层DSP音频处理,其特征是:
所述第1层上层软件,主要作用是完成各子软件的调度管理以及实现预定功能,包括主控,信道干扰仿真和通信控制3个软件模,其中信道干扰仿真和通信控制是根据仿真的不同频段的无线通信设备也有所不同;
所述第2层协议层,本发明主要是基于以太网技术,协议层主要是指TCP/IP;
所述第3层驱动层,即软件的底层驱动,在本软件架构中主要包括操作系统,以太网口驱动,串口驱动,音频底层处理等;
以上三个层次的软件模块在ARM中实现;
所述第4层是在DSP中完成音频信号处理功能。
2. 如权利要求1所述的适用于各频段无线仿真设备的通用信息处理方法,其特征是:
所述的第1层上层软件各模块的具体功能是:
a.主控软件模块完成面板参数处理、数据处理、话音帧处理、终端交互处理、网管配置信息处理功能;
b.信道干扰仿真软件模块完成数据干扰处理、丢帧处理、干扰模型计算功能;
c.通信控制软件模块完成子网通信管理和通信仿真控制功能。
3. 一种适用于各频段无线仿真设备的通用信息处理平台包括有1个ARM嵌入式微处理器(D1),1个DSP信号处理芯片(D2),1个FPGA大规模现场可编程阵列(D3),1个音频AD/DA转换器(D4),1个FLASH可电子擦除存储器(D5),2个SDRAM静态数据存储器(D6)和(D7),1个实时时钟芯片(D8),3个以太网口控制芯片(N1), (N2)和(N3),1个电源模块(P1),1个电源接口(XS1),1个对面板控制器接口(XP1),1个对后盖板接口(XP2);ARM内核基于VxWorks操作系统平台设计,在系统内部完成面板通信、对话音和数据信号进行IP分解包、仿真实际电台的功能模块处理以及数据传输的通信质量仿真;采用音频AD/DA转换器完成PCM编码,DSP完成对其控制,并对音频信号进行编解码处理;基于有线连接方式仿真无线通信设备无线传输功能;通用信息处理平台外置的3个网口作为信息的输入输出,其特征是:
a.所述ARM嵌入式微处理器(D1)的总线分别与以太网控制芯片(N1),(N2)和(N3);
以及FLASH可电子擦除存储器(D5),SDRAM静态数据存储器(D5)和(D6),FPGA大规模现场可编程门阵列(D3)各自的输入端呈双向连接;
b.所述DSP信号处理芯片(D2),其HPI口与ARM嵌入式微处理器(D1)的总线呈双向连接;其同步串口与音频AD/DA转换器(D4)的输入端呈双向连接;其总线与FPGA大规模现场可编程门阵列(D3)呈双向连接;
c.所述实时时钟芯片(D8)的输出端与ARM嵌入式微处理器(D1)的IIC口呈双向连接;
d.所述ARM嵌入式微处理器(D1),DSP信号处理芯片(D2)和音频AD/DA转换器(D4)分别经(XP1)面板接口与面板相连接;
e.所述ARM嵌入式微处理器(D1),以太网控制芯片(N1),(N2)和(N3)分别经(XP2)后盖板接口与后盖板连接。
4. 如权利要求3所述的适用于各频段无线仿真设备的通用信息处理平台,含有音频数据发送通路和音频数据接收通路,其特征是:
a.所述音频数据发送通路又含有第1模拟音频发送、第2数字音频发送和第3数据发送,共3种流向;
b.所述音频数据接收通路又含有第1模拟音频接收、第2数字音频接收和第3数据接收,共3种流向。
5. 如权利要求3所述的适用于各频段无线仿真设备的通用信息处理平台,其特征是:
所述发送通路的3种流向分别为:
第1种流向为模拟音频信号通过面板控制器进入通用信息处理平台(D4)芯片中,完成模拟信号数字信号的A/D转换,再由(D2)芯片对转换后的数字信号进行DSP音频信号处理,送至(D1)芯片完成通信控制、数据封装协议层和驱动层处理,由(N2)芯片完成以太网底层处理后发送至信道;
第2种流向为数字音频信号由以太网接口进入通用信息处理平台,经过(N1)芯片完成以太网底层处理,由(D1)芯片解封装后送至(D2)芯片进行DSP音频信号处理,再反送至(D1)芯片完成通信控制、数据封装协议层和驱动层处理,由(N2)芯片完成以太网底层处理后发送至信道;
第3种流向为数据由以太网接口进入通用信息处理平台,经过(N1)芯片完成以太网底层处理,由(D1)芯片完成通信控制、数据封装协议层和驱动层处理,由(N2)芯片完成以太网底层处理后发送至信道。

说明书全文

一种适用于各频段无线仿真设备的通用信息处理方法及平

技术领域

[0001] 本发明涉及一种能够对无线仿真设备核心数据处理的通用信息处理方法及平台,尤其是能够运用于各频段无线仿真设备的通用信息处理方法及平台。

背景技术

[0002] 随着无线通信的发展,各种无线通信设备(特别是各频段的电台产品)运用于社会日常生活中,在允许的频段上,已设计研发了短波、超短波、甚高频等各种频段的电台,加上各个频段电台间为了实现某些功能,在相同频段上设计了各种不同功能的电台。如此众多的电台产品丰富了民用和军用的通信装备,给使用者在选择通信设备上提供了很好的条件,然而进行通信系统试验或对使用者进行日常训练和时,在各种条件的自然环境下使用无线通信设备搭建无线通信网络,不仅成本大,而且组织难度高。因此,建立基于有线的无线通信仿真系统成为目前的发展方向,即开发基于有线技术的无线仿真设备。然而无线通信设备的种类十分丰富,分别设计针对各类型的无线仿真设备会耗费大量的人物力,也达不到良好的经济效益。
[0003] 因此,寻求一种能够快速搭建无线仿真设备,适用于各频段无线仿真设备的通用信息处理平台及方法,搭配合适的面板控制器实现对各频段无线通信设备的仿真显得尤其重要。

发明内容

[0004] 本发明的目的就是为了克服已有技术的不足,寻找一种能快速搭建各类型无线仿真设备的方法及平台,使在相同的硬件结构上通过更新不同类型软件就能完成不同类型无线通信设备的仿真,提供一种能快速搭建适用于各频段无线仿真设备的通用信息处理方法及平台。
[0005] 为了达到上述目的,本发明采用的技术方案是:一种适用于各频段无线仿真设备的通用信息处理方法,即软件架构,共分4层:
第1层为上层软件,主要作用是完成各子软件的调度管理以及实现预定功能,包括主控,信道干扰仿真和通信控制3个软件模,其中信道干扰仿真和通信控制是根据仿真的不同频段的无线通信设备也有所不同;
第2层是协议层,本发明主要是基于以太网技术,协议层主要是指TCP/IP;
第3层是驱动层,即软件的底层驱动,在本软件架构中主要包括操作系统,以太网口驱动,串口驱动,音频底层处理等。以上三个层次的软件模块在ARM中实现;
第4层是在DSP中完成音频信号处理功能。
[0006] 其中,第1层上层软件各模块的具体功能是:主控软件模块完成面板参数处理、数据处理、话音帧处理、终端交互处理、网管配置信息处理功能。
[0007] 信道干扰仿真软件模块完成数据干扰处理、丢帧处理、干扰模型计算功能。
[0008] 通信控制软件模块完成子网通信管理和通信仿真控制功能。
[0009] 而第2层协议层,第3层驱动层软件,第4层DSP音频处理分别对第1层起支持作用。
[0010] 一种运用各频段无线仿真设备的通用信息处理平台,包括有1个ARM嵌入式微处理器D1,1个DSP信号处理芯片D2,1个FPGA大规模现场可编程阵列D3,1个音频AD/DA转换器D4,1个FLASH可电子擦除存储器D5,2个SDRAM静态数据存储器D6和D7,1个实时时钟芯片D8,3个以太网口控制芯片N1到N3,1个电源模块P1,1个电源接口XS1,1个对面板控制器接口XP1,1个对后盖板接口XP2。ARM内核基于VxWorks操作系统平台设计,在系统内部完成面板通信、对话音和数据信号进行IP分解包、仿真实际电台的功能模块处理以及数据传输的通信质量仿真。采用音频AD/DA转换器完成PCM编码,DSP完成对其控制,并对音频信号进行编解码处理。基于有线连接方式仿真无线通信设备无线传输功能。通用信息处理平台外置的3个网口作为信息的输入输出。
[0011] 本发明在软件架构上,采用基于VxWorks操作系统设计方案,基于此设计思想,可以将底层驱动程序、操作系统程序以及上层运用程序分别开发,在相同的功能函数上采用同一个函数功能模块;在硬件架构上采用相同的硬件模块。因此在底层驱动程序、操作系统程序采用相同部件,上层运用程序的更新采用基于FTP网络传输方式进行,便于设备的快速更新升级或更换设备类型。
[0012] 本发明基于以软件升级比硬件升级更为容易,同时在开发过程中软件调试一般不会造成硬件物理损坏的自上而下的整体设计思想。采用基于VxWorks嵌入式操作系统,以简明的机械结构和建立硬件平台为依托,侧重以软件代替硬件,对各种类型无线通信设备在实际应用中的功能和操作现实进行仿真,用以太网技术,可以很方便的在一个终端设备上对连接在网内的无线仿真设备进行系统升级。同时,仅仅需要更改上层运用软件,就可以完成对各种无线通信设备的仿真,具有设计合理,接入有效,工作可靠等特点。附图说明
[0013] 图1是本发明工作状态连接示意图,图2是本发明印制板布局图,
图3是本发明电原理框图
图4是本发明软件架构图,
图5是本发明第1层上层软件模块功能示意图,
图6是本发明音频和数据发送通路框图,
图7是本发明音频和数据接收通路框图,
图中符号说明:
D1为ARM嵌入式微处理器(S3C2410),
D2为DSP信号处理芯片(TMS320VC5510),
D3为FPGA大规模现场可编程门阵列(XS3C100E),
D4为音频AD/DA转换器(TLV320AIC14),
D5为FLASH可电子擦除存储器,
D6和D7为SDRAM静态数据存储器,
D8为实时时钟芯片,
N1,N2,N3为以太网口控制芯片(LAN911NC),
P1为电源模块,
XS1为电源接口,
XP1为面板接口,
XP2为后盖板接口。

具体实施方式

[0014] 请参阅图1至图7,为本发明具体实施例
[0015] 结合图4和图5可见:一种运用各频段无线仿真设备的通用信息处理方法,即软件架构,共分4个层:
第1层为上层软件,主要作用是完成各子软件的调度管理以及实现预定功能,包括主控,信道干扰仿真和通信控制3个软件模块,其中信道干扰仿真和通信控制是根据仿真的不同频段的无线通信设备也有所不同;
第2层是协议层,本发明主要是基于以太网技术,协议层主要是指TCP/IP;
第3层是驱动层,即软件的底层驱动,在本软件架构中主要包括操作系统,以太网口驱动,串口驱动,音频底层处理等。以上三个层次的软件模块在ARM中实现;
第4层是在DSP中完成音频信号处理功能。
[0016] 其中,第1层上层软件各模块的具体功能是:主控软件模块完成面板参数处理、数据帧处理、话音帧处理、终端交互处理、网管配置信息处理功能。
[0017] 信道干扰仿真软件模块完成数据干扰处理、丢帧处理、干扰模型计算功能。
[0018] 通信控制软件模块完成子网通信管理和通信仿真控制功能。
[0019] 而第2层协议层,第3层驱动层软件,第4层DSP音频处理分别对第1层起支持作用。
[0020] 结合图1,图2和图3可见:一种运用各频段无线仿真设备的通用信息处理平台,包括有1个ARM嵌入式微处理器D1,1个DSP信号处理芯片D2,1个FPGA大规模现场可编程门阵列D3,1个音频AD/DA转换器D4,1个FLASH可电子擦除存储器D5,2个SDRAM静态数据存储器D6和D7,1个实时时钟芯片D8,3个以太网口控制芯片N1到N3,1个电源模块P1,1个电源接口XS1,1个对面板控制器接口XP1,1个对后盖板接口XP2。ARM内核基于VxWorks操作系统平台设计,在系统内部完成面板通信、对话音和数据信号进行IP分解包、仿真实际电台的功能模块处理以及数据传输的通信质量仿真。采用音频AD/DA转换器完成PCM编码,DSP完成对其控制,并对音频信号进行编解码处理。基于有线连接方式仿真无线通信设备无线传输功能。通用信息处理平台外置的3个网口作为信息的输入输出。其中:
ARM嵌入式微处理器D1的总线分别与以太网控制芯片N1,N2和N3;以及FLASH可电子擦除存储器D5,SDRAM静态数据存储器D5和D6,FPGA大规模现场可编程门阵列D3各自的输入端呈双向连接;
DSP信号处理芯片D2,其HPI口与ARM嵌入式微处理器D1的总线呈双向连接;其同步串口与音频AD/DA转换器D4的输入端呈双向连接;其总线与FPGA大规模现场可编程门阵列D3呈双向连接;
实时时钟芯片D8的输出端与ARM嵌入式微处理器D1的IIC口呈双向连接;
ARM嵌入式微处理器D1,DSP信号处理芯片D2和音频AD/DA转换器D4分别经XP1面板接口与面板相连接;
ARM嵌入式微处理器D1,以太网控制芯片N1,N2和N3分别经XP2后盖板接口与后盖板连接;
从图6可以看出:
本发明音频数据发送通路,包括有模拟音频发送、数字音频发送和数据发送3种流向,其中:
第1种流向为模拟音频信号通过面板控制器进入通用信息处理平台D4芯片中,完成模拟信号数字信号的A/D转换,再由D2芯片对转换后的数字信号进行DSP音频信号处理,送至D1芯片完成通信控制、数据封装协议层和驱动层处理,由N2芯片完成以太网底层处理后发送至信道。
[0021] 第2种流向为数字音频信号由以太网接口进入通用信息处理平台,经过N1芯片完成以太网底层处理,由D1芯片解封装后送至D2芯片进行DSP音频信号处理,再反送至D1芯片完成通信控制、数据封装协议层和驱动层处理,由N2芯片完成以太网底层处理后发送至信道。
[0022] 第3种流向为数据由以太网接口进入通用信息处理平台,经过N1芯片完成以太网底层处理,由D1芯片完成通信控制、数据封装协议层和驱动层处理,由N2芯片完成以太网底层处理后发送至信道。
[0023] 从图7可以看出:本发明音频数据接收,包括模拟音频发送、数字音频发送和数据接收3种流向,第1,第
2和第3种接收流向分别为发送通路中第1,第2,第3种发送流向的逆过程,这是本技术领域的工程技术人员显而易知的,在此,不另赘述。
[0024] 以上实施例,仅为本发明的较佳实例而已,用以说明本发明的技术特征和可实施性,并非用以限定本发明的申请专利权利;同时以上的描述,对于孰知本技术领域的专业人士应可明了并加以实施,因此,其他在未脱离本发明所揭示的前提下所完成的等效的改变或修饰,均应包含在所述的申请专利范围之内。
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