CN103414616B - 基于以太网总线可实现软硬交叉切换的四通道光纤标频模块 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于以太网总线可实现软硬交叉切换的四通道光纤标频模块，包括电源模块、功分器、4个光电转换电路、1个PPC芯片、1个FPGA芯片、4个SRAM芯片、2个FLASH芯片、2个以太网接口芯片、1个RS232接口芯片、射频开关芯片以及两片LVDS交换芯片，其中电源模块对上述的功分器、光电转换电路、PPC芯片、FPGA芯片、SRAM芯片、FLASH芯片、以太网接口芯片、RS232接口芯片、射频开关芯片以及LVDS交换芯片供电,FPGA芯片、SRAM芯片、FLASH芯片、以太网接口芯片、RS232接口芯片、射频开关芯片以及LVDS交换芯片均连接上述的PPC芯片。本发明可使用FPGA或PPC芯片分别实现LVDS的软、硬交换，且与主控模块之间采用的是以太网总线形式，具有传输速率高，通信可靠性好等特点。
Description
技术领域
本发明属于电子电路设计领域，且特别是有关于一种基于以太网总线可实现软硬交叉切换的四通道光纤标频模块。
背景技术
现有的标频模块一般只提供一路射频信号，若要提供四路的标频信号，则需要四块标频模块,模块多,占用空间多。同时由于多波段通信系统需要将数字中频的电信号转为光信号送给远端发射机,以往的光电转换模块只有一路的光电转换功能，就需要四个这样的光电转换模块,也存在数量较多的问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种了具有传输距离远、传输速率高、抗干扰性能好等优点的基于以太网总线可实现软硬交叉切换的四通道光纤标频模块。
为达成上述目的，本发明提出一种基于以太网总线可实现软硬交叉切换的四通道光纤标频模块，包括电源模块、功分器、4个光电转换电路、1个PPC芯片、1个FPGA芯片、4个SRAM芯片、2个FLASH芯片、2个以太网接口芯片、1个RS232接口芯片、射频开关芯片以及两片LVDS交换芯片，其中电源模块对上述的功分器、4个光电转换电路、1个PPC芯片、1个FPGA芯片、4个SRAM芯片、2个FLASH芯片、2个以太网接口芯片、1个RS232接口芯片、射频开关芯片以及两片LVDS交换芯片供电,1个FPGA芯片、4个SRAM芯片、2个FLASH芯片、2个以太网接口芯片、1个RS232接口芯片、射频开关芯片以及两片LVDS交换芯片均连接上述的PPC芯片；
其中，PPC芯片通过射频开关输入外部LVDS电平信号或内部晶振源，通过射频开关芯片进行标频信号选择,并使用功分器分配标频信号后分别提供给外部的数字中频模块和FPGA电路，PPC芯片负责控制管理内部各芯片,2个太网接口芯片分别实现对外的以太网通信和串口通信，2个FLASH芯片连接负责保存PPC的运行程序，在刚加电启动时,PPC通过Flash芯片引导进入Vxworks操作系统，SRAM用于保存PPC芯片处理过程中的数据。FPGA芯片实现数字中频LVDS信号的软交换，然后将各通道的数字中频信号通过4个光电转换电路转换为光信号通过光纤送往远端射频模块。
进一步，，其中PPC芯片的型号为MPC8280、FPGA电路的型号为EP2SGX30、4个SRAM芯片的型号为K4S511632、2个FLASH芯片的型号为S29GL512N10F、2个以太网接口芯片的型号为LXT971AL和H1102、射频开关芯片的型号为PE4259以及两片LVDS交换芯片的型号为DS10CP154。
综上所述，本发明采用软件无线电思想，使用PPC和FPGA配合，除了使用FPGA实现LVDS的软交换，也可通过PPC芯片控制实现不同LVDS信号的硬交换，从而实现不同通道之间的中频数据的灵活交换。与主控模块之间采用的是以太网总线形式，传输速率高，通信可靠性好。可以实现软件通过总线进行加载，无须打开机器，所以具有灵活的软件可编程性，方便、平滑的升级功能。
附图说明
图1为本发明实施例四通道光纤标频模块内外连接的原理框图。
图2为本发明实施例的四通道光纤标频模块的具体原理图。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
如图1所示，四通道光纤标频模块通过以太网总线与主控系统通信，外部4路中频模块的数字信号通过LVDS电平传输到四通道光纤标频模块，在其内部通过4路光电转换后变成光信号。光纤标频模块通过光纤与远端发射机的4路射频模块连接来传输光信号。
图2为本发明实施例的四通道光纤标频模块的具体原理图。基于以太网总线可实现软硬交叉切换的四通道光纤标频模块包括电源模块、功分器、4个光电转换电路、1个PPC芯片、1个FPGA芯片、4个SRAM芯片、2个FLASH芯片、2个以太网接口芯片、1个RS232接口芯片、射频开关芯片以及两片LVDS交换芯片，具有传输距离远,传输速率高,抗干扰性能好的优点。
其中电源模块对上述的功分器、4个光电转换电路、1个PPC芯片、1个FPGA芯片、4个SRAM芯片、2个FLASH芯片、2个以太网接口芯片、1个RS232接口芯片、射频开关芯片以及两片LVDS交换芯片供电,1个FPGA芯片、4个SRAM芯片、2个FLASH芯片、2个以太网接口芯片、1个RS232接口芯片、和射频开关芯片以及两片LVDS交换芯片均连接上述的PPC芯片。其中，PPC芯片通过射频开关输入外部LVDS电平信号或内部晶振源，通过射频开关芯片进行标频信号选择,并使用功分器分配标频信号后分别提供给外部的数字中频模块和FPGA电路，PPC芯片负责控制管理内部各芯片,2个太网接口芯片分别实现对外的以太网通信和串口通信，2个FLASH芯片连接负责保存PPC的运行程序，在刚加电启动时,PPC通过Flash芯片引导进入Vxworks操作系统，SRAM用于保存PPC芯片处理过程中的数据。FPGA芯片实现数字中频LVDS信号的软交换，然后将各通道的数字中频信号通过4个光电转换电路转换为光信号通过光纤送往远端射频模块。
进一步，，其中PPC芯片的型号为MPC8280、FPGA电路的型号为EP2SGX30、4个SRAM芯片的型号为K4S511632、2个FLASH芯片的型号为S29GL512N10F、2个以太网接口芯片的型号为LXT971AL和H1102、射频开关芯片的型号为PE4259以及两片LVDS交换芯片的型号为DS10CP154。
本发明实现了为4个外部中频处理模块提供统一的高精度时钟信号的目的，信号来源为模块内部的高稳定晶体振荡器，也可以是来自外部的标准频率源。同时该模块将四个外部的数字中频模块的中频LVDS信号转换为光信号，然后送给远处的外部射频模块。并且本模块用软件无线电思想，使用PPC和FPGA配合，除了使用FPGA实现LVDS的软交换，也可通过PPC芯片控制实现不同LVDS信号的硬交换，可以完成4路通道LVDS信号的软硬交叉切换，从而实现不同通道之间的中频数据的灵活交换。与主控模块之间采用的是以太网总线形式，可以达到20Km，具有传输距离远,传输速率高,抗干扰性能好的优点。且传输速率高，通信可靠性好，可以实现软件通过总线进行加载，无须打开机器，所以具有灵活的软件可编程性，方便、平滑的升级功能。
1、中频LVDS信号的来源，本模块可以实现数字中频LVDS信号的软交换和硬交换,其中使用FPGA实现LVDS信号的软交换，通过PPC芯片控制DS10CP154实现LVDS信号的硬交换。在实现LVDS信号软交换时,FPGA采用晶振源或外部的标准频率源提供统一的时钟信号。
2、软交换和硬交换的具体实现过程
如图1和图2所示，PPC芯片分别控制LVDS交换芯片和FPGA芯片对4路LVDS信号进行交换。LVDS交换芯片起硬交换的作用,两片LVDS交换芯片分别根据控制信号S00、S01、S10、S11、S20、S21、S30、S31，对四路LVDS差分信号OP1(由OP_TX1、OP_RX1等组成)、OP2(由OP_TX2、OP_RX2等组成)、OP3(由OP_TX3、OP_RX3等组成)、OP4(由OP_TX4、OP_RX4等组成)进行配置和交换。交换后的LVDS信号为第一路MF1信号(由MF_TX1、MF_RX1等组成)、第二路MF2信号(由MF_TX2、MF_RX2等组成)、第三路MF3信号(由MF_TX3、MF_RX3等组成)、第四路MF4信号(由MF_TX3、MF_RX3等组成)。
LVDS交换芯片控制信号和交换前后四路LVDS信号对应关系见表1。
表1
FPGA芯片起软交换的作用，FPGA芯片分别根据PPC控制信号DQ9B、DQ7B、DQ5B、DQ3B、DQ1B，对四路LVDS信号进行配置和交换。控制信号和交换前后四路LVDS信号对应关系见表2。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
Claims (1)
1.一种基于以太网总线可实现软硬交叉切换的四通道光纤标频模块，其特征在于，包括：电源模块、功分器、4个光电转换电路、1个PPC芯片、1个FPGA芯片、4个SRAM芯片、2个FLASH芯片、2个以太网接口芯片、1个RS232接口芯片、射频开关芯片以及两片LVDS交换芯片，其中电源模块对上述的功分器、4个光电转换电路、1个PPC芯片、1个FPGA芯片、4个SRAM芯片、2个FLASH芯片、2个以太网接口芯片、1个RS232接口芯片、射频开关芯片以及两片LVDS交换芯片供电，1个FPGA芯片、4个SRAM芯片、2个FLASH芯片、2个以太网接口芯片、1个RS232接口芯片、射频开关芯片以及两片LVDS交换芯片均连接上述的PPC芯片；
PPC芯片通过射频开关输入外部LVDS电平信号或内部晶振源，通过射频开关芯片进行标频信号选择, 并使用功分器分配标频信号后分别提供给外部的数字中频模块和FPGA电路，PPC芯片负责控制管理内部各芯片，2个太网接口芯片分别实现与主控系统的以太网通信和串口通信，2个FLASH芯片连接负责保存PPC的运行程序，在刚加电启动时，PPC芯片通过FLASH芯片引导进入Vxworks操作系统，SRAM用于保存PPC芯片处理过程中的数据；FPGA芯片实现数字中频LVDS信号的软交换，然后将各通道的数字中频信号通过4个光电转换电路转换为光信号通过光纤送往远端射频模块；FPGA芯片分别根据PPC控制信号DQ9B、DQ7B、DQ5B、DQ3B、DQ1B，对四路LVDS信号进行配置和交换；
其中PPC芯片的型号为MPC8280、FPGA芯片的型号为EP2SGX30、4个SRAM芯片的型号为K4S511632、2个FLASH芯片的型号为S29GL512N10F 、2个以太网接口芯片的型号为LXT971AL和H1102、射频开关芯片的型号为PE4259以及两片LVDS交换芯片的型号为DS10CP154；
使用FPGA芯片实现LVDS信号的软交换，通过PPC芯片控制LVDS交换芯片DS10CP154实现LVDS信号的硬交换；在实现LVDS信号软交换时，FPGA采用晶振源或外部的标准频率源提供统一的时钟信号；
PPC芯片分别控制LVDS交换芯片和FPGA芯片对4路LVDS信号进行交换；LVDS交换芯片起硬交换的作用。
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