文档介绍：国防科学技术大学
硕士学位论文
基于SCA的FPGA局部重配置系统的设计与实现
姓名:孟凡惠
申请学位级别:硕士
专业:信息与通信工程
指导教师:魏急波
2010-11
国防科学技术大学研究生院硕士学位论文
摘要
软件通信体系结构(SCA )可以用来实现一个开放的标准化、模块化的通用
软件无线电平台,从而使软件无线电台的成本得到显著降低,应用灵活性得到极
大增强。随着 FPGA 的性能和技术的提升,它在 SCA 系统中的地位日益突出,而
FPGA 局部重配置系统配置时间短、资源利用率高和配置方式更加灵活的优点使它
成为了当前研究的热点和难点。
本文围绕以 FPGA 为硬件平台的局部重配置在 SCA 系统中的应用展开了相关
研究,提出了一套基于 SCA 的 FPGA 波形局部重配置系统的完整设计方案,构建
了一个具有局部重配置能力的 SCA 系统测试验证平台,并基于该平台设计实现了
两套局部重配置的波形,从而充分验证了本文提出的设计方案和具体实现方法的
可行性和有效性。论文主要工作包括以下四个部分:
第一部分详细介绍了在软件无线电背景下应用重配置技术的概念、原理及当
前的研究现状。其中,基于 FPGA 的局部重配置是研究的热点,它在 SCA 系统中
的应用是本文研究的重点。
第二部分针对 SCA 系统提出了基于 EAPR(Early Access Partial Reconfiguration)
的波形局部重配置设计方法,并给出了每一环节的设计规则、约束和常见问题的
解决方法。
第三部分阐述了在论文 SCA 系统中实现局部重配置的关键技术,包括 SCA 系
统中容器和 ORB 引擎的设计,总线宏与 OCP 接口的映射关系,以及 SCA 重配置
波形的设计。同时,讨论了配置压缩和配置缓存等能够减小重配置时隙、提高局
部重配置性能的技术。
第四部分介绍了所搭建的 SCA-DPR 波形演示验证系统和系统框架,重点讲解
了局部动态自重配置系统的实现机制和设计实现过程,根据重配置系统设计方法
和 EAPR 流程设计了两个基于 FPGA 的 SCA 重配置波形,通过在 SCA 核心框架
下的加载和运行,验证了论文所设计的重配置系统是与 SCA 兼容的,也证明了局
部重配置技术给 SCA 系统带来的灵活性和方便性。

主题词:软件无线电,软件通信体系结构(SCA ),FPGA ,局部重配置
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国防科学技术大学研究生院硕士学位论文
ABSTRACT
munications Architecture (SCA), which can be used to implement an
open, standard, modular software radio platform, can obviously reduce the development
cost of software radio platform and obviously improve the application flexibility. Along
with the performance and technique improving of FPGA, FPGA takes the greater
dominant place in SCA system. How to integrate FPGA waveform into the SCA system
seamlessly and how to improve the portability of the FPGA waveform e the hot
topic and nodus of researches.
In this paper, we do some researches on dynamic partial reconfigurable techniques
based on munications system, which is built on a FPGA-based platform. And
we propose a scheme of dynamic partial reconfiguration for FPGA waveforms running
on SCA systems. We build an SCA testbed capable of dynamic partial reconfiguration,
and based on this testbed we design and im