1288ХК1Т (МF-01)

Документация,

Микросхема 1288ХК1Т (MF-01) - это четырехканальный цифровой SDR-приемник (DDC, Digital Down Converter), спроектированный как "система на кристалле" на базе IP-ядерной платформы "МУЛЬТИКОР", разработанной в ГУП НПЦ "ЭЛВИС".

Микросхема 1288ХК1Т (MF-01) предназначена для построения приемных трактов систем радиосвязи и радиолокации. В MF-01 реализованы функции преобразование входного сигнала с промежуточной частоты на низкую частоту с последующей фильтрацией и децимацией сигнала. Применение цифровой обработки сигнала на промежуточной частоте позволяет снизить требования к аналоговому тракту и упростить реализацию и/или улучшить производительность системы в целом. Микросхема MF-01 может применяться в системах сотовой связи, таких, как GSM, IS-136, IS-95, WCDMA или UMTS. Производительность микросхемы достаточна для обработки четырех каналов узкополосной связи (GSM, IS-136, IS-95) или одного канала широкополосной связи (WCDMA, UMTS). На базе микросхемы MF-01 можно реализовать программно-перенастраиваемые фазированные и адаптивные антенные решетки, включая технологии "Smart Antenna" и MIMO.

Рис. 1. Структура микросхемы 1288ХК1Т (MF-01)

Цифровой приемник MF-01 содержит четыре идентичных канала, реализующих функции гетеродинирования, децимации и канальной фильтрации входного сигнала.

Каждый из четырех каналов цифровой обработки включает цифровой гетеродин (NCO,X), два каскада фильтров-дециматоров с постоянными коэффициентами (CIC2, CICN), два каскада программируемых КИХ-фильтров-дециматоров 64-го порядка (DFIR64) и комплексный умножитель выходного сигнала (FGAIN).

Цифровой квадратурный гетеродин обеспечивает перенос спектра входного действительного сигнала с промежуточной частоты на низкую частоту, умножая отсчеты входного сигнала на отсчеты опорного сигнала. В гетеродине реализовано управление частотой и фазой опорного сигнала.

Фильтры-дециматоры с фиксированными коэффициентами предназначены для предварительной децимации сигнала. Фильтры построены как фильтры с единичными коэффициентами (CIC - cascaded integrator/comb). Применение этих фильтров эффективно при больших значениях коэффициента децимации. При необходимости, эти фильтры могут быть выключены.

Два каскада программируемых КИХ фильтров-дециматоров могут быть использованы для последующей децимации с небольшими коэффициентами децимации, коррекции искажений АЧХ, вызванных CIC-фильтрами-дециматорами и канальной фильтрации.

Каждый из каскадов КИХ-фильтров позволяет понизить частоту дискретизации от 1 до 16 раз. Максимальный порядок каждого фильтра - 64, тип фильтра - симметричный или антисимметричный. Фильтры способны обрабатывать два отвода за один период тактовой частоты СБИС. Фильтры имеют 32 программируемых коэффициента разрядностью 16 бит и реализованы как RCF фильтры (RAM Coefficient Filter). При тактовой частоте 100МГц частота дискретизации сигнала на выходе КИХ-фильтра 64-го порядка составляет более 3МГц, и может быть увеличена за счет уменьшении порядка фильтра.

Комплексный умножитель выходного сигнала позволяет осуществлять плавную регулировку усиления канала и управление фазой выходного сигнала, что может быть использовано для улучшения динамического диапазона тракта обработки, построения АРУ или систем ФАР и ААР.

Маршрутизаторы потоков данных (MX) позволяют объединять вычислительные ресурсы нескольких каналов в один для повышение производительности FIR фильтров. Например, при объединении всех четырех каналов частота дискретизации сигнала на выходе FIR-фильтра 64-го порядка при тактовой частоте 100МГц составляет более 12МГц.

В MF-01 предусмотрена синхронизация работы нескольких микросхем, включая синхронный пуск, останов, очистку блоков обработки, установку параметров гетеродина и комплексного выходного умножителя. Синхронизация нескольких микросхем позволяет использовать MF01 в системах ФАР и ААР. Кроме этого, реализована функция параллельной конфигурации нескольких микросхем.

Вывод обработанного сигнала осуществляется через 16 или 32 бит параллельный порт или 4 или 8 бит линк-порт, управление осуществляется с помощью последовательного или параллельного порта. Разнообразие интерфейсов и режимов их работы, а также наличие встроенного буфера на 512 выходных отсчетов позволяют подключать MF01 к различным микропроцессорам и микроконтроллерам без использования дополнительной логики.

Основные характеристики цифрового SDR-приемника 1288ХК1Т (MF-01):

• Четыре канала цифрового приемника;

• Возможностью объединения каналов для построения широкополосного тракта;

• Скорость отсчетов входного сигнала: свыше 100 Мвыб/с на каждый канал;

• Тип входного сигнала: действительный 16-битный цифровой сигнал, комплексный 16-битный цифровой сигнал, комплексный 8-битный цифровой сигнал;

• Преобразование частоты действительного и комплексного сигнала;

• SFDR гетеродина: не хуже 100Дб;

• Точность настройки гетеродина: 0.025Гц при частоте входных отсчетов 100МГц;

• Точность установки фазы гетеродина: 0.005°;

• Двухкаскадный фильтр-дециматор с фиксированными коэффициентами в каждом канале (первый каскад: CIC-фильтр степени 2, второй каскад: CIC-фильтр степени 4, 5 или 6)

• Общий коэффициент децимации: 1 - 16384;

• Два программируемых КИХ фильтра-дециматора 64-го порядка в каждом канале;

• Порт JTAG;

• Скорость работы программируемых КИХ-фильтров (64 порядок, тактовая частота 100МГц):

  • 3.125 Мвыб/с для каждого канала;

  • 12.5 Мвыб/с при объединении каналов;

• Регулировка уровня сигнала с шагом 6дБ в каждом каскаде фильтрации;

• Плавная регулировка уровня сигнала с шагом 2^-14 на выходе каждого канала;

• Буфер выходных данных на 512 отсчетов;

• Интерфейсы выходных данных: 4/8 бит SHARC-совместимый линк-порт, 16/32 бит параллельный интерфейс;

• Интерфейсы управления: последовательный синхронный порт, 16/32 бит параллельный порт;

• Синхронизация работы нескольких микросхем, включая синхронный старт/стоп, очистку тракта, установку гетеродинов и умножителей плавной регулировки уровня сигнала;

• Питание: цифровое ядро +2.5В, контактные площадки +3.3В;

• Максимальное потребление: 750мВт;

• Диапазон рабочих температур: -60..+85 °C;

• Корпус: PQFP208 размером 30.6 х 30.6 мм.

Таблица 1. Сравнение 1288ХК1Т (МF-01) c зарубежными микросхемами

	MF01	AD6620	AD6634	GC4016
Количество каналов обработки	4	1	4	4
Количество независимых 16-битных входов	4	1	2	3
SFDR гетеродина, ДБ	>100	>100	>100	>100
Каскады CIC децимации	CIC2+CIC4-6	CIC2+CIC5	CIC2+CIC5	CIC4
КИХ-фильтр-корректор	64 порядка	нет	нет	21 порядка
Канальный КИХ-фильтр, порядка	64(128)	256	160	63(84)
Тактовая частота, МГц	>100 *)	65	80	100
Скорость работы канального фильтра 64 порядка, МВыб/с	3.125	1	1.25	2.5
Производительность, МMAC	~2600	260	~1200	~ 2500

*) Примечание:  опытные образцы микросхем MF-01 работоспособны на частоте свыше 140 МГц.

В состав отладочного комплекта МF-01EM для микросхемы 1288ХК1Т (MF-01) входят: отладочный модуль с микросхемой 1288ХК1Т, комплект кабелей и блока питания для подключения модуля к ПЭВМ, а также CD c документацией и Инструментальным ПО - MFStudio.

Стоимость микросхем и отладочных средств указана здесь.

Применение цифрового SDR-приемника 1288ХК1Т (MF-01) с сигнальными процессорами серии "Мультикор".

Для настройки микросхемы и последующей обработки после MF-01 используются микросхемы серий "Мультикор", для чего в состав MF-01 включены параллельный порт, последовательный и SHARC-совместимый байтный линк, по которым микросхемы разных серий можно связать. На рис. 2 показано подключение микросхемы MF-01 к сигнальному процессору 1892ВМ3Т (МС-12) через параллельный 32-битный порт, а на рис. 3 - через линк и последовательный порты.

Рис. 2.
Подключение четырех микросхем цифровых приемников MF-01 к одной микросхеме MC-12 через параллельный порт

Рис. 3.
Подключение цифрового приемника MF-01 к микросхеме MC-12 через последовательный и линк порты