پیاده سازی مبدل های فرکانسی دیجیتال بر روی fpga ها
چکیده
امروزه پردازش دیجیتال در باند میانی پُلی بین باند پایه و بخش آنالوگ فرکانس بالای یک مودم بی سیم فراهم آورده است. در یک سیستم بی سیم باید بین فرکانس نمونه برداری پایین باند پایه و فرکانس نمونه برداری بالای باند میانی تبدیل صورت گیرد. به علاوه این سیستم باید سیگنال باند میانی را با یک فرکانس حامل مناسب ترکیب کند. این فرآیند¬ها با استفاده از یک duc برای تبدیل بین باند پایه به میانی و یک ddc برای تبدیل بین باند میانی به پایه صورت می¬گیرند. پیاده سازی این بلوک¬ ها به دو صورت نرم افزاری و سخت افزاری می¬ تواند صورت گیرد. چون ساختار این بلوک¬ها پر از ضرب کننده می¬باشد بنابراین نیاز به توان محاسباتی بالایی دارند که برای پیاده سازی ¬های نرم افزاری یک محدودیت محسوب می -گردد. با گسترش و تکامل استاندارد¬های مخابراتی جدید، اغلب نیاز می¬شود تا سیستم¬های duc/ddc از استاندارد¬های متفاوت با مشخصات متفاوتی پشتیبانی کنند. پیاده سازی¬های سخت افزاری مبتنی بر asic به دلیل سخت افزار ثابتشان این نیاز را برآورده نمی¬سازند. درنتیجه شمار زیادی از طراحان برای داشتن قابلیت استفاده مجدد از سخت افزار و انعطاف پذیری به سمت طراحی¬های مبتنی بر fpga ها سوق داده می¬شوند. هدف از این پژوهش، بررسی ساختار سیستم¬های duc/ddc و استفاده از ابزار¬های طراحی و شبیه سازی پیشرفته مانند dsp builder و modelsim برای طراحی و پیاده سازی بر روی fpga های پرسرعت و پر تراکم امروزی است. سیستم-های مورد بررسی یک ddc و یک duc به ترتیب برای استاندارد¬های wimax و w-cdma می¬باشند. بیشترین بخش محاسباتی این مبدل¬ها را بخش فیلتری آن¬ها تشکیل می¬دهد. بنابراین روش¬های مختلف طراحی بهینه برای زنجیره فیلتری این مبدل¬ها به منظور کاهش حجم سخت افزار مصرفی ارائه می¬گردد. درفاز بعدی پارامتر¬های طراحی به محیط dsp builder انتقال داده می¬شوند و درحین ساخت سیستم¬ها، روش¬های طراحی بهینه سیستمی نیز روی آن ها اعمال می¬شود. پس از شبیه سازی سیستم¬ها در محیط متلب و نرم افزار modelsim، سخت افزار تولید شده برای سیستم wimax روی تراشه cycloneiii و برای سیستم w-cdma روی تراشه stratix iv پیاده سازی می¬شود. نتایج سنتز گویای برتری روش¬های طراحی بهینه پیشنهادی می¬باشد.