基于可重構(gòu)處理器的GPS基帶算法研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、伽利略系統(tǒng)的出現(xiàn)和GPS的現(xiàn)代化計(jì)劃要求接收機(jī)能夠處理不同帶寬和不同調(diào)制模式的信號(hào)。新算法的探索對(duì)硬件平臺(tái)的靈活性提出了很高的要求。粗粒度可重構(gòu)處理器由通用處理器和大規(guī)?？芍貥?gòu)陣列組成，在處理計(jì)算密集型應(yīng)用時(shí)效果顯著，又有較高的靈活性，能夠很好地滿(mǎn)足多系統(tǒng)GPS基帶算法需求。
　　本文提出一個(gè)在可重構(gòu)處理器REMUS-Ⅱ上實(shí)現(xiàn)軟件定義的GPS基帶處理的實(shí)例。首先介紹了GPS原理和可重構(gòu)系統(tǒng)的內(nèi)部組成。然后具體研究適于可重構(gòu)系統(tǒng)的基

2、帶算法。通過(guò)對(duì)多種捕獲算法的分析，選擇了碼相位并行搜索捕獲算法應(yīng)用于可重構(gòu)系統(tǒng)，并根據(jù)REMUS-Ⅱ具體的硬件特點(diǎn)設(shè)計(jì)了多通道跟蹤和觀測(cè)量提取的方法。之后將算法在可重構(gòu)處理器實(shí)現(xiàn)。本文提出一種軟硬件劃分的方案，將計(jì)算密集型的捕獲算法和相關(guān)積分映射到可重構(gòu)陣列實(shí)現(xiàn)，控制密集型的鑒相器，環(huán)路判決等運(yùn)算映射到通用處理器實(shí)現(xiàn)。通過(guò)挖掘快速傅里葉變換，矢量運(yùn)算，相關(guān)積分等基帶處理子運(yùn)算的相關(guān)性，設(shè)計(jì)和優(yōu)化數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)通路，使其在可重構(gòu)陣列上高效

3、執(zhí)行。通用處理器完成控制密集型計(jì)算并調(diào)度軟硬件資源協(xié)同工作實(shí)現(xiàn)完整GPS基帶處理。
　　可重構(gòu)處理器REMUS-Ⅱ基于TSMC65nmLP工藝流片，芯片面積為14mm2。將本文設(shè)計(jì)的軟件代碼和配置信息應(yīng)用到REMUS-Ⅱ可重構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)中，搭建驗(yàn)證平臺(tái)，完成功能仿真和Veloce硬件加速器仿真。仿真結(jié)果表明，基于可重構(gòu)處理器的GPS基帶處理能夠在166MHz工作頻率下實(shí)現(xiàn)12通道的實(shí)時(shí)基帶處理，功耗為57mW，可以滿(mǎn)足移動(dòng)應(yīng)用需求。