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一种基于JTAG标准的X-DSP芯片调试/测试部件的设计与实现

一种基于JTAG标准的X-DSP芯片调试/测试部件的设计与实现

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作者：张英杰国防科学技术大学

学位级别：硕士

X-DSP处理器是由国防科学技术大学计算机学院自主研发的一款高性能32位定点DSP芯片。针对X-DSP应用开发阶段对于片上调试的应用需求以及芯片板级互连的测试要求,本文在深入研究X-DSP体系结构、多种SOC片上调试技术及可测性设计的方法之... 详细信息

X-DSP处理器是由国防科学技术大学计算机学院自主研发的一款高性能32位定点DSP芯片。针对X-DSP应用开发阶段对于片上调试的应用需求以及芯片板级互连的测试要求,本文在深入研究X-DSP体系结构、多种SOC片上调试技术及可测性设计的方法之后,提出一种基于JTAG标准的X-DSP片上调试、测试结构的设计方案,并实现了该调试测试结构的硬件设计、仿真验证以及集成开发环境的调试驱动程序的代码设计。本文首先设计实现了X-DSP处理器的边界扫描结构。从提高设计的稳定性、灵活性的角度出发,在深入研究边界扫描理论的基础上,采用自行设计的改进型边界扫描单元,完成了边界扫描链的构建和扫描控制逻辑的设计实现。此外,通过扩展JTAG标准的指令集、新增控制扫描链等方法为调试、测试逻辑的深度整合提供了支持。其次,在实现边界扫描结构的基础上,提出一种X-DSP片上调试系统的设计方案,并完成了RTL级的代码设计和仿真验证。通过将边界扫描结构与片上调试逻辑相融合,实现了X-DSP处理器的调试系统的设计,为嵌入式的应用开发提供了必要的硬件支持。通过流水线的运行控制,实现了外部仿真停、单步执行、断点操作等基本的调试功能;可通过JTAG接口对片上存储空间进行访问,设计实现了一种基于握手通信原理的存储访问控制机制。调试系统由边界扫描结构为其提供高效的控制通道和数据通道,避免了管脚数量的增加,且显著提高了硬件资源的利用率。再次,在完成上述硬件设计的基础上,为实现调试过程的软硬件的协同控制,在Visual C++6.0环境下,应用Win32 API函数实现了调试驱动程序的设计。最后,对设计进行了模块级和系统级的仿真验证,仿真结果表明该系统结构设计合理、功能全面、运行稳定,实现了预期的设计目标,为今后的应用程序开发及板级互连的测试提供了有力支持。

关键词：可测性设计边界扫描片上调试异步信号传输集成开发环境 API函数

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新一代无线通信系统中的F-OFDM技术研究

新一代无线通信系统中的F-OFDM技术研究

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作者：尹志杰重庆邮电大学

学位级别：硕士

5G(5th Generation,第五代)移动通信系统需要支持更为丰富的应用场景,这对系统的无线接入能力提出更高的指标要求。F-OFDM(Filtered Orthogonal Frequency Division Multiplexing,子带滤波的正交频分复用)是由华为提出的一种5G新空口多... 详细信息

5G(5th Generation,第五代)移动通信系统需要支持更为丰富的应用场景,这对系统的无线接入能力提出更高的指标要求。F-OFDM(Filtered Orthogonal Frequency Division Multiplexing,子带滤波的正交频分复用)是由华为提出的一种5G新空口多载波波形调制技术,它通过子带滤波器组把整个系统带宽划分为多条子带,每条子带可以根据实际应用场景灵活配置波形参数。F-OFDM不仅继承了OFDM的优点,而且克服了OFDM带外泄漏比较高、波形参数不够灵活和异步信号传输性能差的缺点。设计实现复杂度低、抗干扰能力强和时频资源利用率高的F-OFDM系统,是F-OFDM将来可能被5G标准采用并实现商用化的关键因素之一。本文重点对F-OFDM的子带滤波器组设计、波形参数配置和异步信号传输这几个方面进行了研究,提出综合性能良好的设计方案。本文主要工作内容如下:1.子带滤波器组的设计直接影响F-OFDM的实现复杂度、子带带外泄漏抑制水平和异步信号传输能力。本文将在Hanning窗的基础上,采用窗函数软截断的原理设计原型滤波器,并且提出使用子带子载波映射的方式改进余弦调制滤波器组设计,从而以较低的复杂度实现F-OFDM的子带滤波器组设计。同时使用计算复杂度低的overlap save method对子带信号进行频域滤波处理。通过与OFDM进行仿真对比,设计的子带滤波器组不仅能够保证不同波形参数的子带具有良好的抗干扰能力,而且能支持子带在高阶调制下的信号传输。2.针对多径信道传输,以及对带宽较窄的子带进行滤波操作产生的拖尾现象都会降低信号的传输质量的问题,研究了CP(Cyclic Prefix,循环前缀)长度对F-OFDM的抗干扰能力的影响,提出了当子带宽度小于720KHz时CP长度的设计方案。仿真结果表明,设置的CP长度既可以有效地降低多径信道传输引入的干扰,又能消除子带滤波操作产生拖尾现象带来的干扰。3.F-OFDM使用滤波器限制各子带的带外泄露,并不能保证各子带之间完全无干扰。本文提出了一种在子带滤波器的通带内插入保护子载波的设计方案。仿真结果表明,提出的设计方案具有良好的抗干扰能力和频域效率,还具有使时频资源格保持常规化设计,以及滤波器设计不受业务类型改变而增加复杂度的能力。4.本文在子带滤波器组设计的基础上,结合CP长度和保护子载波这两个波形参数的配置,对F-OFDM在高速移动场景下,改变调制方式进行仿真验证,结果表明设计的子带滤波器组和波形参数能够满足F-OFDM具有良好的异步信号传输能力的要求。

关键词： F-OFDM 子带滤波器组 CP 保护子载波异步信号传输

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