安路科技DR1 × 地芯科技GC080X，定義射頻新可能

軟件無(wú)線電（Software Defined Radio, SDR）以"硬件通用化、功能軟件化"為核心理念，將傳統(tǒng)無(wú)線電中由專用電路完成的調(diào)制解調(diào)、濾波、變頻等功能遷移至可編程器件與處理器，使同一套硬件平臺(tái)能夠通過(guò)軟件重配置適配多種通信制式與頻段，已成為無(wú)線通信、頻譜監(jiān)測(cè)、衛(wèi)星通信與測(cè)試測(cè)量等領(lǐng)域快速迭代的重要技術(shù)平臺(tái)。

安路科技攜手地芯科技，基于飛龍SALDRAGON? FPSoC?系列與地芯風(fēng)行系列GC080X寬帶射頻收發(fā)芯片，采用"DR1FPSoC? + GC080X"的模塊化組合，構(gòu)建出一套靈活可重構(gòu)的軟件無(wú)線電平臺(tái)，交付完整、高性能的收發(fā)鏈路，為全球客戶提供靈活可編程、易于二次開發(fā)與快速驗(yàn)證的無(wú)線電開發(fā)底座。

方案概述：軟硬協(xié)同，模塊化構(gòu)建SDR平臺(tái)

DR1FPSoC?系列集成了高性能硬核處理器（雙核1GHz ARM Cortex-A35或單核64位RISC-V）、DDR內(nèi)存控制器、豐富的外設(shè)接口（ETH/QSPI/USB2.0/MMC/CANFD/SPI等）、FPGA可編程邏輯單元以及NPU/JPU等硬件加速引擎。通過(guò)內(nèi)部高帶寬總線互聯(lián)，DR1FPSoC?在單芯片上同時(shí)提供高性能通用處理能力與FPGA的靈活擴(kuò)展能力，片上SoC方案的高集成度帶來(lái)了可靠性的提升。

GC080X是一款寬帶射頻收發(fā)系列芯片，支持2收2發(fā)（2R2T）、100MHz帶寬，頻率覆蓋30MHz~6GHz，支持FDD/TDD雙工模式與可調(diào)采樣率，集成了完整的射頻收發(fā)鏈路與高速AD/DA，數(shù)字HB、FIR濾波器，以及LVDS/CMOS數(shù)字接口。

本方案以DR1FPSoC?為核心，搭配GC080X，構(gòu)建完整的軟件無(wú)線電收發(fā)鏈路：GC080X完成射頻收發(fā)與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，經(jīng)LVDS高速接口與DR1的FPGA側(cè)互聯(lián)；FPGA側(cè)負(fù)責(zé)IQ數(shù)據(jù)的解幀、組幀、跨時(shí)鐘域緩沖與DMA搬運(yùn)；處理器側(cè)完成參數(shù)配置、數(shù)據(jù)處理與業(yè)務(wù)調(diào)度，實(shí)現(xiàn)"射頻—基帶—應(yīng)用"的端到端貫通。

圖1 DR1 FPSoC + GC080X軟件無(wú)線電平臺(tái)系統(tǒng)框圖

技術(shù)實(shí)現(xiàn)：高速可靠的雙向數(shù)據(jù)通路

方案在FPGA側(cè)構(gòu)建了完整的雙向高速數(shù)據(jù)通路，并通過(guò)跨時(shí)鐘域設(shè)計(jì)保障數(shù)據(jù)完整性：

接收方向（GC080X → FPGA → DDR）：

GC080X接收信號(hào)經(jīng)LVDS送入FPGA，由IDDR采樣、幀解析與IQ提取后完成50-bit打包，經(jīng)異步FIFO跨入系統(tǒng)時(shí)鐘域，再經(jīng)64-bit裝包與slave AXI4 HP高速DMA寫入DDR，供處理器讀取。

發(fā)送方向（DDR → FPGA → GC080X）：

處理器在DDR中準(zhǔn)備基帶IQ波形，F(xiàn)PGA側(cè)經(jīng)slave AXI4 HP DMA讀取，通過(guò)數(shù)據(jù)源選擇與三路異步FIFO緩沖，由LVDS Mode4組幀、ODDR序列化后送至GC080X完成射頻發(fā)射。

跨時(shí)鐘域設(shè)計(jì)：

基帶BBP時(shí)鐘域（FDD 122.88 MHz / TDD 61.44 MHz）與系統(tǒng)時(shí)鐘域（250 MHz）之間通過(guò)異步FIFO安全隔離，控制信號(hào)經(jīng)專用CDC同步器實(shí)現(xiàn)跨時(shí)鐘域處理，從根本上消除亞穩(wěn)態(tài)隱患。

本方案中，DR1FPSoC?與 GC080X 通過(guò) LVDS 高速接口互聯(lián)，構(gòu)建「射頻 — 基帶 — 應(yīng)用」端到端完整收發(fā)鏈路：

圖2 DR1 與GC080X 收發(fā)鏈路數(shù)據(jù)通路示意圖

三大亮點(diǎn)

軟件定義射頻

GC080X支持FDD 2R2T與TDD 2R2T工作模式，載波頻率、帶寬、增益均可由處理器軟件實(shí)時(shí)配置；配合FPGA側(cè)的LVDS組幀/解幀與動(dòng)態(tài)IDELAY采樣校準(zhǔn)，可在不改動(dòng)硬件PCB的前提下，通過(guò)軟件完成收發(fā)鏈路重配置與端口收發(fā)方向交換，靈活適配多種無(wú)線制式與頻段。

靈活可編程可擴(kuò)展

DR1FPSoC?利用FPGA側(cè)資源的可編程能力，可拓展實(shí)現(xiàn)各種類型的外設(shè)接口與自定義信號(hào)處理邏輯；"處理器+FPGA"異構(gòu)融合架構(gòu)方便客戶進(jìn)行編程與二次軟件功能開發(fā)，快速構(gòu)建滿足自身需求的SDR應(yīng)用。

FPSoC片上高集成

DR1FPSoC?在單芯片上集成處理器、JPU、NPU、DDR控制器、豐富外設(shè)與FPGA邏輯，基帶處理與控制邏輯均可在片上完成；方案內(nèi)置PRBS偽隨機(jī)序列發(fā)生與校驗(yàn)機(jī)制，可對(duì)LVDS鏈路質(zhì)量進(jìn)行在線自檢，并支持ChipWatcher片上抓點(diǎn)，保障數(shù)據(jù)通路的完整與可靠。

安路科技始終致力于高性能FPGA及FPSoC芯片的自主創(chuàng)新，以“芯”賦能千行百業(yè)，期待與全球伙伴共創(chuàng)智能未來(lái)。如需方案詳情或技術(shù)支持，歡迎隨時(shí)與我們聯(lián)系：mkt@anlogic.com