基于DSP的电力线载波OFDM调制解调器
３ ＯＦＤＭ调制解调器的硬件实现
基于ＴＭＳ３２０Ｃ６２０１的ＯＦＤＭ调制解调器的硬件实现分别如图２和图３１所示。ＰＣＩ总线实现ＯＦＤＭ系统和计算机之间的通信。Ｓ５９３３是３２ｂｉｔ ＰＣＩ控制器。ＦＰＧＡ是系统的控制核心，系统的逻辑控制信号及时钟由ＦＰＧＡ提供。ＤＳＰ部分为系统的核心，完成ＯＦＤＭ的调制与解调。
ＰＣＩ总线是宽度为３２ｂｉｔｓ或６４ｂｉｔｓ的地址数据复用线，支持猝发传输，数据率为１３２Ｍｂｐｓ，可满足高速数据要求。ＰＣＩ总线能自动配置参数，定义配置空间，使设备具备自动配置功能，支持即插即用，采用多路复用技术，支持多处理器６４位寻址、５Ｖ和３．３Ｖ环境。其独特的同步操作及对总线主控功能，可确保ＣＰＵ能与总线同步操作，而无需等待总线完成任务。
Ｓ５９３３是ＡＭＣＣＡｐｐｌｉｅｄ Ｍｉｃｒｏ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ公司开发的３２ｂｉｔ ＰＣＩ控制器，具备强大、灵活的ＰＣＩ接口功能，适用于高速数据传输场合。Ｓ５９３３芯片的特点是符合ＰＣＩ２．１规范，支持ＰＣＩ主、从两种工作方式，支持多种数据传输方式，适用于不同的数据传输场合，支持ＰＣＩ全速传输，提供８／１６／３２ｂｉｔ的Ａｄｄ－Ｏｎ用户总线，有高低字节顺序调整功能，支持穿行和并行的ＢＯＯＴ／ＰＯＳＴ码功能，１６０脚ＰＱＦＰ封装。
ＤＳＰ部分选用ＴＩ公司的ＴＭＳ３２０Ｃ６２０１。ＴＭＳ３２０Ｃ６２０１有３２位的外部存储接口ＥＭＩＦ，为ＣＰＵ访问外围设备提供了无缝接口。为了便于多信道数字信号处理，ＴＭＳ３２０Ｃ６２０１配备了多信道带缓冲能力的串口ＭｃＢＳＰ。ＭｃＢＳＰ的功能非常强大，除具有一般ＤＳＰ串口功能之外，还可以支持Ｔ１／Ｅ１、ＳＴ－ＢＵＳ、ＩＯＭ２、ＳＰＩ、ＩＩＳ等不同标准。ＴＭＳ３２Ｃ６２０１提供的１６位主机接口（ＨＰＩ）使得主机设备可以直接访问ＤＳＰ的存储空间。通过内部或外部存储空间，主机可以与ＤＳＰ交换信息，也可以利用ＨＰＩ直接访问映射进存储空间的外围设备。ＴＭＳ３２０Ｃ６２０１的ＤＭＡ控制器有四个独立的可编程通道，可以同时进行四种不同的ＤＭＡ操作。
４ ＯＦＤＭ在ＤＳＰ上的软件实现
调制部分的子程序被系统调用前，发送的数据已装入数据存储器。子程序被调用时，数据区的首地址以及长度被作为入口参数传递给子程序。程序执行时首先进行一系列的配置工作，如配置ＤＳＰ片内外设以及数模转换器的各种参数等。之后，串口中断产生，中断服务程序自动依次读取发送存储器中的内容，经串口输出给数模转换器。然后程序从数据存储区读取一帧数据，并行放入ＩＦＦＴ工作区的相应位置，随后进行ＩＦＦＴ以及加入循环前缀（即复制数据的后若干位插入到数据的前段）。所得数据存入发送存储器以便中断服务程序将其输出。
解调部分的程序首先执行ＤＳＰ片内外设以及模数转换器的配置，然后开串行口，接收中断，使接收中断程序接收来自模数转换器的采样数据，并将采样数据依次存入接收存储器。每得到一帧数据，程序首先去除循环前缀（即删去数据的前若干位），然后对去除循环前缀后的数据进行ＦＦＴ变换。
图3 OFDM调制解调器电路原理图
５ ＦＦＴ在ＴＭＳ３２０Ｃ６２０１上的优化算法
表１给出２５６点Ｒａｄｉｘ２ＦＦＴ和Ｒａｄｉｘ４ＦＦＴ在ＴＭＳ３２０Ｃ６２０１上所需的指令周期，以及在不同的工作频率下完成ＦＦＴ所需的时间。
由表１可以看出，在ＴＭＳ３２０Ｃ６２０１上采用Ｒａｉｄｘ４算法比采用Ｒａｄｉｘ２算法更加高效。并且，为了满足系统需求，即在１７．０７μｓ之内完成２５６个复数点的ＦＦＴ运算，ＴＭＳ３２０Ｃ６２０１必须采用２００ＭＨｚ的工作频率。
表1 6201上实现256点FFT所需的时间
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