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硬件电路设计与实现

启动一个硬件电路设计开发项目,有来源于多个方向推力,如整个系统框架的需要、提高某方面性能的需要或软件方面的功能实现需要等。所以在项目启动之前,得充分考虑各个方面的需求并综合起来,提出合适的硬件解决方案。


   本实验室主要的硬件平台设计为通用软件无线电平台外设。以GNU Radio为软件基础,其基本设计理念是在主机 CPU 上使用诸如 GNU Radio完成所有波形相关方面的处理,比如调制和解调。通过GNU Radio及开发者提供的大量的代码库,并为软件和硬件提供许多实际应用。


   原理图设计中要有“拿来主义”,现在的芯片厂家一般都可以提供参考设计的原理图,所以要尽量的借助这些资源,在充分理解参考设计的基础上,做一些自己的发挥。当主要的芯片选定以后,最关键的外围设计包括了电源,时钟和芯片间的互连。下图为一种通用软件无线电外设平台的基本原理框图。

   我们使用子母板相连方式使能够处理带宽更大的复杂数据。并且同时预留外部接口使之能够有更强大的扩展性。芯片之间的互联要保证数据的传输无误,时钟电路的实现要考虑目标电路的抖动等要求,同时,电源电路是硬件系统正常工作的基础。

在PCB设计中,我们需做到目的明确,对于重要的信号线要非常严格的要求布线的长度和处理地环路,而对于低速和不重要的信号线就可以放在稍低的布线优先级上。重要的部分包括:电源的分割;内存的时钟线,控制线和数据线的长度要求;高速差分线的布线等等。

接下来的步骤则为对硬件电路板的调试工作。

现在从技术的角度来说,每个设计最终都可以做出来,但是一个项目的成功与否,不仅仅取决于技术上的实现,还与完成的时间,产品的质量,团队的配合密切相关,所以良好的团队协作,透明坦诚的项目沟通,精细周密的研发安排,充裕的物料和人员安排,这样才能保证一个项目的成功。

下图为本实验室设计的第一款通用软件无线电外设平台,本实验有较强的软硬件设计实力与基础。相信在不久的将来,会有更多更高性能的硬件平台出炉。


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