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

NỘI DUNG Ứng dụng FPGA trong bộ mã TCC Tổng quan FPGA Ứng dụng FPGA trong trạm gốc 3G Kết Luận... Tổng quan FPGA Các khối vào ra Kênh dây dẫn, bộ nhân Mạng lưới các khối chuyển mạ

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

KHOA VIỄN THÔNG I

Giáo viên hướng 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

NỘI DUNG

Ứng dụng FPGA trong bộ mã TCC

Tổng quan FPGA Ứng dụng FPGA trong trạm gốc 3G

Kết Luận

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

Tổng quan FPGA

Các khối vào ra

Kênh dây dẫn, bộ nhân

Mạng lưới các khối chuyển mạch (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

SB

SB

Bên trong khối logic CLB có bảng LUT

và các phần tử nhớ

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

VTsim

So sánh kết quả

FPGA và ứng dụng trong trạm gốc 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

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

FPGA và ứng dụng trong trạm gốc 3G

CRCTurbo/

Mã hóa xoắn Bộ trộn

Mã định kênh (OVSF)

Mã trộn Polyphase RRC

and Halfband Filter

Polyphase RRC and Halfband Filter

CRC

p/2

DAC Reference )

Reference )

Multiply

Sơ đồ máy phát 3G

FPGA và ứng dụng trong trạm gốc 3G

Bộ xử lý DSP

Backplane

•PCI •Gigabit Serial

Phần mềm điều khiển nhúng

Filtering Down- Conversion

Beam Former

Máy thu RAKE

Bộ phân

FEC RFFE

Chức năng điều khiển

và giao diện hệ thống

Matched Filter

Acquire

Tracking

De-spread

Channel estimation maximum ratio combining Equal ratio combining

FPGA

Sơ đồ máy thu 3G

Lê Đức Thuận Lớp – D2004VT2

FPGA và ứng dụng trong trạm gốc 3G

 Một số kiến trúc được đề xuất

• Tracking Rake fingers

• Phân chia và điều khiển Rake fingers

 Hiệu quả cao trong đa kênh

Máy thu RAKE

Semiglobal Memory (w)

#1

Semiglobal Memory (w)

#N MUX1 Input Buffer r train

Inter Buffer r̃

Inter Buffer

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

FPGA và ứng dụng trong trạm gốc 3G

Chức năng bắc cầu và điều khiển

Xử lý tín hiệu với tốc độ cao

Kiểm tra lỗi đường truyền (FEC)

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 CLK FD_IN Data_IN Block_Size

ND FFD_IN ALCR SLCR

CE EXT-IADDR EXT-IADDR-RFFD EXT-IADDR-RDY

MEM0-DOUTA MEM0-DOUTB MEM1-DOUTA Optional Pins

MEM1-DOUTB

RSC1-SYSTEMATIC RSC1-PARITYO RSC2-PARITYO RSC1_TAIL RSC2_TAIL RDY RFFD RFD RSC2_SYSTEMATIC RSC1_PARITY1 RSC2_PARITY1 BLOCK_SIZE_VALID EXT_IADDR_CE MEM_DINA MEM_ADDRB MEM0_ENA MEM0_ENB MEM0_WEA MEM0_ADDRA MEM1_ENA MEM1_ENAB MEM1_WEA MEM1_ADDRA

Multi-bit Signal Single-bit Signal

Puncturing (external to core)

Punctured Output

Trễ Trễ

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,

FPGA và ứng dụng trong bộ mã TCC

FPGA và ứng dụng trong bộ mã TCC

FPGA và ứng dụng trong bộ mã TCC

Kết luận

Tìm hiểu tổng quan về FPGA

Ứng dụng FPGA trong bộ mã hóa và giải mã TCC

Ứng dụng FPGA trong trạm gốc 3G W-CDMA

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

Báo cáo Đồ án tốt nghiệp Đại học