张建喜,汪 峰,李金海,阎跃鹏

(中国科学院 微电子研究所,北京 100029)

1 引 言

在GPS高动态接收机研制中,要对捕获、跟踪及定位等算法进行仿真及验证,优化算法性能。为得到算法仿真及测试所需的真实数据,需要数据采集系统对GPS信号进行实时采集。目前比较通用的数据采集系统只支持采集信号的实时流盘或暂存在FLASH中的单一模式。本文设计了一套既可实现数据实时传输又可在特殊环境下将数据暂存到FLASH中的GPS数据采集系统。

外设与主机的通信接口一般基于PCI总线、RS-232串行总线或通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)。PCI总线虽具有较高的传输速率,支持“即插即用”,但存在插拔麻烦、扩展槽有限的缺点。RS-232串行总线虽连接简单,但是传输速度慢,且主机串口数目有限。USB具有速率高、易扩展、安装方便等特点,已成为主流的数据传输总线。本文所设计的采集系统基于USB,有效地克服了其它总线的缺点。

2 采集系统硬件结构

GPS数据采集硬件系统主要包括GPS射频前端、FPGA控制模块、USB数据传输单元(CY7C68013)、FLASH 存储模块及EEPROM,系统结构示意图如图1所示。

GPS信号经天线接收送至射频前端,在射频芯片中经ADC将模拟中频信号转化为数字中频信号送入FPGA中,FPGA对数字信号进行实时处理并缓存到RAM中,在采集系统与主机连接的情况下将数据批量地发送到CY7C68013的FIFO中,通过FIFO将数据送至主机,主机对数据进行实时流盘,完成对GPS信号的采集。在一些特殊环境下,采集系统与主机无法连接,此时,需将RAM中的数据暂时存储到FLASH中,以后再从FLASH中读出数据,完成特殊环境下的信号采集。……