ĐÈ TÀI-FGPA và ứng dụng trong 3G W-CDMA

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG KHOA VIỄN THÔNG I Giáo viên hƣớng dẫn : KS. Nguyễn Viết Đảm Sinh viên thực hiện : Lê Đức Thuận ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC FGPA và ứng dụng trong 3G W-CDMA Đề tài Lê Đức Thuận Lớp – D2004VT2 Định hƣớng đề tài Nhu cầu sử dụng thông tin vô tuyến và di động tốc độ cao ngày càng tăng nhanh Sự thành công của công nghệ kỹ thuật mới phụ thuộc rất nhiều vào khả năng tích hợp, hội tụ FPGA với kiến trúc mềm dẻo, khả năng cấu hình lại dễ dàng, dễ thiết kế và kiểm tra. FPGA là một lựa chọn tất yếu vào thời điểm hiện nay để đáp ứng các yêu cầu của thiết bị Lê Đức Thuận Lớp – D2004VT2 NỘI DUNG Ứng dụng FPGA trong bộ mã TCC Tổng quan FPGA Ứng dụng FPGA trong trạm gốc 3G Kết Luận Lê Đức Thuận Lớp – D2004VT2 Tổng quan FPGA  FPGA: Field programmable gate array.  Được thiết kế lần đầu tiên bởi Rossfreeman.  Ứng dụng vào các lĩnh vực: Hàng không, vũ trụ, xử lý số…  Là sự kết hợp của hai công nghệ PLDs và ASICs. Lê Đức Thuận Lớp – D2004VT2 Tổng quan FPGA Các khối vào ra Kênh dây dẫn, bộ nhân Mạng lưới các khối chuyển mạch (SB) FGPA Được xây dựng theo dạng tile đối xứng SB SB SB SB SB SB SB SB SB SB SB SB SB SB SB SB SB SB SB SB SB SB SB SB SB Logic Block Logic Block Logic Block Logic Block Logic Block Logic Block Logic Block Logic Block Logic Block Logic Block Logic Block Logic Block Logic Block Logic Block Logic Block Logic Block Logic Block Logic Block Logic Block Logic Block SB SB SB SB SB SB SB SB SB SB Lê Đức Thuận Lớp – D2004VT2 Tổng quan FPGA DCM DCM IOB Đồng hồ ghép kênh CLB Khối lựa chọn RAM Multiplier Logic khả cấu hình Các cổng vào ra khả lập trình Kiến trúc Virtex-II Cung cấp các tính năng quản lý đồng hồ khác nhau. Clock skew Bên trong khối logic CLB có bảng LUT và các phần tử nhớ. Lê Đức Thuận Lớp – D2004VT2 Tổng quan FPGA Thiết kế JHDL Bộ trích Jbits -trích thông tin hình gốc Bộ sắp đặt (Placer) Nets Dimensions Instances Placement Directives Luồng Bit (Bitstream) ADB Jbits TechMapper JBits JHDLBits Bộ định tuyến ADB Builder -create Jbits ULPrimitives Thiết kế JHDL Các công cụ Xilinx ISE JHDLBits VTsim VTsim So sánh kết quả Lê Đức Thuận Lớp – D2004VT2 FPGA và ứng dụng trong trạm gốc 3G 1G 2G 3G Glue Logic Khối chức năng mức hệ thống Nền tảng FPGAs Nền tảng hệ thống khả lập trình DLLs High Part.VO Khối RAM Bộ nhớ phân tán IP Immersion 840 Mbps LVDS TripleDES XCITE Multiplier DCM PowerPC RocketIO Độ phức tạp của thiết bị XC 2000-XC 3000 XC 4000, Virtex Virtex-II Virtex-II Pro 1985 1992 2000 2002 2004 Độ phức tạp của thiết bị tăng theo yêu cầu của trạm gốc Lê Đức Thuận Lớp – D2004VT2 FPGA và ứng dụng trong trạm gốc 3G Reg Dữ liệu vào Dữ liệu ra Khối MAC Thuật toán lặp 256 lần Giới hạn về hiệu suất của DSP ban đầu  Kiến trúc cố định không linh hoạt Chỉ có 1-4 khối MAC Băng thông cố định  Giới hạn thông lượng dữ liệu Chia sẻ thời gian làm việc Tần số xung clock càng cao tốc độ càng lớn Lê Đức Thuận Lớp – D2004VT2 FPGA và ứng dụng trong trạm gốc 3G Reg0 Reg1 Reg2 Reg255 C0 C1 C2 C255 Dữ liệu vào Dữ liệu ra Thực hiện 256 MAC trong một chu kỳ clock Ƣu điểm của FPGA  Kiến trúc mềm dẻo  Xử lý song song và nối tiếp [...]... và ứng dụng trong bộ mã TCC Lê Đức Thuận Lớp – D2004VT2 FPGA và ứng dụng trong bộ mã TCC Lê Đức Thuận Lớp – D2004VT2 Kết luận Tìm hiểu tổng quan về FPGA Ứng dụng FPGA trong trạm gốc 3G W-CDMA Ứng dụng FPGA trong bộ mã hóa và giải mã TCC FGPA là giải pháp tối ƣu vào thời điểm hiện nay để đáp ứng các yêu cầu về thiết bị, làm cho khả năng triển khai các thuật toán, giải thuật mới đƣợc đƣa vào thực tế... Đầu vào Bit(X) RSC2 W’K Trễ SW 1 + Lê Đức Thuận X(D)=1 Y (D) = 1  D  D3 Y (D) = 1  D  D2  D3 Lớp – D2004VT2 Punctu Outpu FPGA và ứng dụng trong bộ mã TCC Bộ giải mã TCC kết hợp với bộ mã hóa TCC để cung cấp một phương pháp hiệu quả trong truyền dẫn dữ liệu tin cậy trên các kênh dữ liệu nhiễu, Lê Đức Thuận Lớp – D2004VT2 FPGA và ứng dụng trong bộ mã TCC Lê Đức Thuận Lớp – D2004VT2 FPGA và ứng dụng. .. dùng Giải mã FEC Chức năng điều khiển và giao diện hệ thống Bộ xử lý DSP Backplane •LVDS •PCI •Gigabit Serial Tracking Lớp – D2004VT2 FPGA và ứng dụng trong trạm gốc 3G Máy thu RAKE  Một số kiến trúc được đề xuất • Tracking Rake fingers • Phân chia và điều khiển Rake fingers  Hiệu quả cao trong đa kênh Lê Đức Thuận Lớp – D2004VT2 FPGA và ứng dụng trong trạm gốc 3G Lƣợc đồ tách sóng đa ngƣời dùng rtrain(n)...FPGA và ứng dụng trong trạm gốc 3G Sơ đồ máy phát 3G Reference) Multiply Mã định kênh (OVSF) CRC CRCTurbo/ Mã hóa xoắn Polyphase RRC and Halfband Filter Bộ trộn S NCO DAC p/2 Mã trộn Polyphase RRC and Halfband Filter Reference) Lê Đức Thuận Lớp – D2004VT2 FPGA và ứng dụng trong trạm gốc 3G Sơ đồ máy thu 3G FPGA Phần mềm điều khiển nhúng RFFE Filtering DownConversion... (detection stage) Bộ đệm bên trong Array of PE (signalture stage) Bộ đệm đầu vào Serial2ParallelFIFO Bộ nhớ ngoài (SDRAM) Output Buffer PEFIR #NMUX1 Signature stage Inter Buffer r ̃ Lê Đức Thuận Lớp – D2004VT2 FPGA và ứng dụng trong trạm gốc 3G Phân vùng hệ thống Phân vùng Mips cao Phân vùng MIPs thấp Phân vùng quản lý hệ thống Lê Đức Thuận Lớp – D2004VT2 FPGA và ứng dụng trong trạm gốc 3G Xử lý tín hiệu với... thống Lê Đức Thuận Lớp – D2004VT2 FPGA và ứng dụng trong trạm gốc 3G Xử lý tín hiệu với tốc độ cao Kiểm tra lỗi đƣờng truyền (FEC) Chức năng bắc cầu và điều khiển Giao diện thích ứng với các hệ thống khác nhau Lê Đức Thuận Lớp – D2004VT2 FPGA và ứng dụng trong bộ mã TCC Bộ mã hóa TCC Mandatory Pins Single-bit Signal RSC1-PARITYO RSC2-PARITYO RSC1_TAIL RSC2_TAIL RDY RFFD Optional Pins ND FFD_IN ALCR SLCR... Ghép nối r̃ + - b1train (n) 1 ŷK  y 1 ( n) ô1(n) bktrain (n) - Dò  v Dò k - Dò  +  b1 y k (n) ôk(n) train bK (n)  y K (n) + +  b y K (n) ôK(n) K v K Khối dò (b) Lớp – D2004VT2 FPGA và ứng dụng trong trạm gốc 3G Địa chỉ tổng quát PELMS #N1-TMUX1+1 Signature stage Semiglobal Memory (w) #1 Local control PELMS #TMUX1 Signature stage Local control PELMS #1 Signature stage Local control Local control . FPGA và ứng dụng trong trạm gốc 3G Phân vùng hệ thống Phân vùng Mips cao Phân vùng MIPs thấp Phân vùng quản lý hệ thống Lê Đức Thuận Lớp – D2004VT2 FPGA và ứng dụng trong trạm gốc 3G Chức. Thuận ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC FGPA và ứng dụng trong 3G W-CDMA Đề tài Lê Đức Thuận Lớp – D2004VT2 Định hƣớng đề tài Nhu cầu sử dụng thông tin vô tuyến và di động tốc độ cao ngày càng tăng. Lê Đức Thuận Lớp – D2004VT2 FPGA và ứng dụng trong trạm gốc 3G Reg0 Reg1 Reg2 Reg255 C0 C1 C2 C255 Dữ liệu vào Dữ liệu ra Thực hiện 256 MAC trong một chu kỳ clock Ƣu điểm của