基于SCA的軟件無線電在FPGA上設計與實現(xiàn)
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(2)OIS公司在一項專利中提出了一種新的基于FPGA的CORBA實現(xiàn)方法。該方法是將ICO的ORB引擎的分為4個功能模塊，包括ORB接收模塊、ORB發(fā)送模塊、接收操作適配器和發(fā)送操作適配器。其中ORB接收模塊和ORB發(fā)送模塊僅負責解析和封裝GIOP的報文頭信息，而接收操作適配器和發(fā)送操作適配器負責解析和封裝與每個應用模塊相關的操作名稱和參數(shù)。這樣，每個應用模塊都有自己專屬的處理操作名稱和參數(shù)的處理單元，從而保證了FPGA上應用模塊的靈活性和通用性，也可以滿足部分重配置的需求。
然而，由于在OIS公司的專利中所提出的解決方案中，必須為每個應用模塊都實現(xiàn)一個接收操作適配器和一個發(fā)送操作適配器，由此導致應用模塊的實現(xiàn)十分復雜，必然會給應用模塊的開發(fā)人員帶來一定的負擔；同時，FPGA內部各應用模塊之間的信息傳遞必須經過發(fā)送操作適配器和接收發(fā)送操作適配器的處理，這對于FPGA內部乃至FPGA之間高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊箫@然是不恰當?shù)?；而且，當一塊FPGA中運行的應用模塊數(shù)量較多時，也必然要有大量的計算資源和存儲資源被處理操作名稱和參數(shù)的邏輯所占用，無法實現(xiàn)硬件資源的有效利用，甚至造成資源的浪費，這也是實際應用中無法接受的。
3 改進的設計方案
以上分析表明現(xiàn)存的種實現(xiàn)方案都不夠理想，有必要設計一種新都實現(xiàn)機制來改善當前的設計。
根據(jù)實際應用中通信系統(tǒng)的需求，結合上述分析的幾種實現(xiàn)方案的優(yōu)缺點，在兼顧系統(tǒng)的資源利用率、應用組件的易開發(fā)性、通用性、靈活性等各方面的性能，在現(xiàn)有設計方案對基礎上，對FPGA上的ORB實現(xiàn)方案進行了改進，改進后的設計方案實現(xiàn)結構如圖3所示。本文引用地址：http://www.bjwjmy.cn/article/190887.htm
在實際應用中，實現(xiàn)各種波形的應用模塊一般需要支持初始化、參數(shù)配置、參數(shù)查詢、建立連接、斷開連接、啟動、停止、數(shù)據(jù)傳遞等操作功能，所以在改進后的方案中，根據(jù)應用模塊的實際需要抽象出一組與上述操作相對應的操作名稱：initialize，configcIre，query，connectPort，disconnectPort，start，stop，pushPacket等，可稱之為公有操作。公有操作名稱的識別和處理由ORB主適配器完成。另外，對那些只是個別應用模塊所實現(xiàn)的操作，可稱之為私有操作，其識別和處理則由應用模塊的ORB輔助適配器完成。各模塊發(fā)所實現(xiàn)的功能
如下：
ORB主適配器(ORB Mian Adapter)實現(xiàn)的功能包括兩個方面：一是解析接收到的GIOP報文信息，從接收到到報文信息中抽取出GIOP報文頭和數(shù)據(jù)域，丟棄填充域。在該過程中，ORB主適配器需要基于GIOP報文頭信息所提供的協(xié)議版本和數(shù)據(jù)大小端標志完成報文格式的識別和數(shù)據(jù)的大小端轉換。需要注意的是GIOP報文中的ObjecKey和Operation Name段均是變長的信息，為了便于后續(xù)處理，需要在ORB主適配器的處理過程中將它們轉換為固定的編碼，其中ObjectKey轉換為用于標識應用模塊的地址編碼，而Operation Name則轉換為與之對應的控制信息；二是封裝需要發(fā)送到GIOP報文信息，負責從應用模塊的數(shù)據(jù)總線和控制總線接收數(shù)據(jù)與控制信息，然后加上GIOP報文頭，將控制信息轉換為相應的操作名稱，填充對齊數(shù)據(jù)等完成GIOP報文信息封裝，之后通過FIFO等類似的接口將數(shù)據(jù)傳送出去。
交叉開關(Crossbar Switch)實現(xiàn)的功能是根據(jù)接收到的地址編碼完成控制信息和數(shù)據(jù)的轉發(fā)。
ORB輔助適配器(ORB Assistant Adapter)實現(xiàn)的功能與ORB主適配器類似，也包括兩個方面：一是接收來自交叉開關的控制信息，若調用調用的是應用模塊的私有操作，則將此操作名稱轉換為相應的操作編碼后發(fā)送給給交叉開關，否則，直接將控制信息轉發(fā)給應用模塊；二是接收來自應用模塊的控制信息，當應用模塊調用私有操作時，則將操作編碼轉換為相應的私有操作名稱后發(fā)送給給交叉開關，否則，直接將控制信息轉發(fā)給交叉開關。
應用模塊(Application Module)根據(jù)控制信息完成對數(shù)據(jù)的處理，給出處理結果。
圖4為CORBA請求報文的接收處理流程。
在根據(jù)改進后設計方案所實現(xiàn)的系統(tǒng)中，GPP上的應用將保持原有狀態(tài)，不會引人任何額外的處理負擔和處理延遲。FPGA上由ORB主適配器統(tǒng)一完成各個應用模塊的公有操作，在減小FPGA硬件資源的浪費的同時也減輕了應用模塊開發(fā)的負擔。應用模塊預留有私有操作處理接口，可對其實現(xiàn)的私有操作進行擴展，從而也保證了應用模塊的靈活性和動態(tài)部分重配置功能的實現(xiàn)；而且，F(xiàn)PGA上各應用模塊間的數(shù)據(jù)傳遞不需要額外的處理，也滿足了高速處理的要求。
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