董胜 岳春生 刘拥军

摘 要： 基于软件通信体系架构无法实现对FPGA等专用处理器的兼容，依据CP289协议的容器和组件模型思想以及MHAL接口规范，针对高速率、多接口、较大规模的ATCA硬件平台和高速、实时信号处理的需求，通过分层抽象的方法，设计一个标准化的FPGA组件开发环境。并设计FFT组件验证该开发环境的可行性和合理性，实现了在ATCA平台上FPGA专用处理器与SCA体系架构的融合以及波形组件的可移植。

关键词： 软件通信体系架构； 软件无线电； FPGA组件； CP289协议； MHAL接口规范； ATCA平台

中图分类号： TN911.2?34； TN014 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2018）08?0030?04

Abstract： Software communication architecture （SCA） cannot realize compatibility with special processors like FPGA. According to the container and component model of CP289 protocol and MHAL interface specification， and in allusion to the high speed， multi?interface and relatively large scale ATCA hardware platform and the requirement of real?time signal processing， a standard FPGA component development environment is designed by using the hierarchical abstraction method. The FFT component is designed to verify the feasibility and rationality of the development environment. The integration of special FPGA processor with SCA and portability of waveform component are realized on the ATCA platform.

Keywords： SCA； SDR； FPGA component； CP289 protocol； MHAL interface specification； ATCA platform

0 引 言

軟件通信体系架构（Software Communication Architecture，SCA）为软件无线电（Software Defined Radio，SDR）定义了最基本要求的实现框架，构建了一个开放式、标准化和通用性强的软件体系架构[1]。目前基于SCA的SDR系统获得通用处理器（General Purpose Processor，GPP）的良好支持。针对在FPGA处理器上难以集成SCA架构的问题，2004年SCA3.0提出硬件抽象层互联（HAL?C）的概念[2]。硬件抽象层通过对具体硬件的抽象，实现了在软件无线电设备开发过程中软件的设计和通用硬件平台相分离。为了更好地实现专用硬件组件的复用和移植，在随后的SCA3.1中提出了组件可移植规范（CPS），并在此基础上经过广泛的讨论和征求意见，形成了专用处理器组件可移植补充建议（SHP），即CP289[3]。文献[4]提出MHAL接口标准，通过在核心框架与FPGA之间加入代理，明确规范了代理与FPGA之间的数据格式来实现FPGA在SCA中的应用。与此同时，国内外的一些研究团队提出基于FPGA设计ORB引擎的方法，通过实现CORBA报文的解析和封装，使FPGA直接支持CORBA通信从而实现与SCA架构的融合[5?8]。……