Trong những năm qua, các công nghệ FPGA, DSP, ARM và máy tính ra đời, phát triển và đi vào ứng dụng thực tế nhanh chóng. Mỗi loại đều có những ưu và nhược điểm riêng so với các loại khác như khả năng tái cấu hình, tốc độ xử lý, công suất tiêu thụ hay các bộ xử lý toán học phức tạp. Đối với FPGA khả năng linh hoạt trong thay đổi cấu hình, can thiệp sâu vào lớp vật lý và khả năng xử lý song song. FPGA có ưu điểm vượt trội hơn là nhờ khả năng xử lý song song nên với cùng một bài toán xử lý thì chỉ cần một IC có tốc độ xung nhịp thấp cũng có thế xử lý các bài
34
toán điều chế trong khi các dòng DSP, ARM cần có tốc độ làm việc cao hơn nhiều lần. Vì lý do này nên việc chọn linh kiện có tốc độ không cần quá cao cho bài toán thiết kế, từ đó kiểu chân IC FPGA cũng dễ dàng hơn cho thiết kế mạnh in và phù hợp với thực tế chế tạo hiện tại ở Việt Nam. Chỉ cần chip FPGA có tốc độ clock 300 Mhz (XC3S500E) là có thể đủ năng lực để thiết kế phần số của máy thu phát với trung tần lên đến khoảng 60 Mhz và băng thông tương ứng 8 Mhz. Trong khi đó nếu giải quyết bài toán này bằng DSP thì phải cần bộ xử lý có tốc độ 1 GHz và nếu dùng ARM hoặc máy tính thì tốc độ chip phải lớn hơn nữa. Một ưu điểm của FPGA nữa là khả năng can thiệp sâu vào phần cứng. Trong thiết kế các mạch số ở phần thu chúng ta gặp rất nhiều bài toán thực tế như xử lý loại bỏ nhiễu, quyết định ngưỡng, chống Jitter, mạch trễ… nếu không can thiệp sâu vào phần cứng thì sự tối ưu của bộ giải điều chế sẽ giảm đi, từ đó ảnh hưởng đến độ nhạy của máy thu.
Việc lựa chọn phần cứng nào cho việc thực hiện thiết kế còn một phần được quyết định bởi môi trường phát triển phần mềm hỗ trợ trên nó, từ cách thức lập trình, ngôn ngữ, thư viện, các hệ thống công cụ hỗ trợ đi kèm. Môi trường phát triển phần mềm này sẽ cho phép tận dụng được nhiều trí tuệ hơn, không những nâng cao chất lượng mà còn rút ngắn thời gian đưa sản phẩm ra thị trường. Nó còn là khâu quyết định nâng cao mở rộng khả năng của máy vô tuyến. Xilinx ISE (Integrated Software Environment) là một bộ phần mềm thiết kế của Xilinx , cho phép ta thực hiện các hệ thống nhúng của Xilinx từ khâu thiết kế ban đầu (thông qua VHDL, Verilog HDL, ABEL hoặc là vẽ Schematic) cho đến khâu cuối cùng là nạp thiết kế của mình lên FPGA. Xilinx ISE còn hỗ trợ mô phỏng các file HDL để kiểm tra xem hệ thống có hoạt động đúng như yêu cầu cần thiết kế hay không. Ngoài ra, Xilinx ISE còn có thể kết hợp với phần mềm ModelSim của hãng Mentor Graphic hoặc phần mềm System Generator của Xilinx để thực thi những tác vụ mô phỏng viết bằng ngôn ngữ VHDL. Tóm lại, luận văn sử dụng ngôn ngữ mô tả phần cứng VHDL và công cụ thiết kế ISE của hãng Xilinx để thiết kế bộ điều chế QPSK và giải điều chế QPSK trên công nghệ FPGA.
35